问题 填空题

(14分)某温度时,将0.200mol的A气体充入2L抽空的密闭容器中,隔一定的时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:

时间(S)浓度020406080100
c(A)mol•L-10.1000.0700.050c3ab
c(B)mol•L-10.0000.060c20.1200.1200.120
试填空:

(1)该反应的化学方程式为______,表中c2______c3、a______b(填>、<、=),若在相同情况下最初向该容器充入的是B气体,要达到上述同样的平衡状态,B的起始浓度是______mol•L-1

(2)在体积为l L的密闭容器中,充入lmol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.

(I)从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=______;

该反应的平衡常数k=______.

(II)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,同样可以利用CO2反应制取乙醇:

2CO2(g)+6H2(g) 

 CH3CH2OH(g)+3H2O(g)   25℃时,K=2.95×1011

在一定压强下,测得反应的实验数据如下表.分析表中数据回答下列问题:

500600700800
1.545332012
2.060432815
3.083623722
①温度升高,K值______(填“增大”、“减小”、或“不变”).

②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值______(填“增大”、“减小”、或“不变”).

答案

(1)由表中数据可知A为反应物,B为生成物,20s时A的浓度变化量为△c(A)=0.100mol/L-0.070mol/L=0.030mol/L;B的浓度为0.06mol/L,浓度变化量之比等于化学计量数之比,所以方程式为A(g)=2B(g);

由表中数据可知40s时A的浓度变化量为△c(A)=0.100mol/L-0.050mol/L=0.050mol/L,所以此时B的浓度为C2=2×0.05mol/L=0.1mol/L,60s时B的浓度为0.12mol/L,所以此时△c(A)=

1
2
×0.12mol/L=0.06mol/L,所以C3=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L,所以C2>C3

由表中数据可知从60S起,B的浓度不再变化,说明60s起反应达平衡,平衡后各组分的浓度不再发生变化,所以a=b;

恒温恒容下,把B按化学计量数转化到A,应满足与原平衡A的浓度相等,所以B的起始浓度为2×0.1mol/L=0.2mol/L.

故答案为:A(g)=2B(g);C2>C3;a=b;0.2;

(2)(I)由图可知10min时,反应达平衡状态,此时甲醇浓度为0.75mol/L,

所以甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=

0.75mol/L
10min
=0.075 mol•L-1•min-1

                  CO2(g)+3H2(g)

一定条件
 CH3OH(g)+H2O(g)

开始(mol/L):1        3                 0        0

变化(mol/L):0.75     2.25              0.75     0.75

平衡(mol/L):0.25     0.75              0.75     0.75

所以k=

c(CH3OH)•c(H2O)
c(CO2)•[c(H2)]3
=
0.75×0.75
0.25×(0.75)3
=
16
3

故答案为:0.075 mol•L-1•min-1

16
3

(II)①由表可知当为n(H2)/n(CO2)为定值时,温度越高二氧化碳的转化率越低,平衡向逆反应进行,K值减小,故答案为:减小;

②平衡常数k只受温度影响,温度不变平衡常数k值不变,故答案为:不变.

单项选择题
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