问题 填空题

(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:

CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)         

某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其发生反应,相关数据如下:

容器

编号

温度

/℃

起始量/mol平衡量/mol达到平衡的时间/min达平衡时体系能量的变化/kJ
COH2OCO2H2
650120.40.4516.4kJ
65024  t1Q1 kJ
900241.61.6t2Q2 kJ
(1)计算容器②中反应的平衡常数K=         (计算结果保留两位小数)。

(2)容器③中反应达平衡时,CO的转化率为            

(3)容器①中反应达平衡这段时间,化学反应速率v (H2) =              

(4)该反应的正反应为       (填“吸热”或“放热”)反应,理由是           。 

(5)下列叙述正确的是              (填字母序号)。

a.平衡时,容器①和容器②中CO2的体积分数相等

b.反应达平衡状态时,Q2 > Q1> 32.8 kJ

c.达到平衡的时间:t2> t1>2.5 min

d.该反应的热化学方程式可表示为:CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)    H=-41 kJ/mol

(6)容器②中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为                    

答案

(1)0.17(2分)

(2)80℅(2分) 

(3)0.04mol·L-1・min-1(2分)

(4)吸热(2分);升高温度,反应物的转化率增大(2分)

(5)a(2分)

(6)c(Na+)> c (CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)(2分)

题目分析:(1)②和①为等效平衡,转化率相等,为40%,所以K=(0.8×0.8)/(1.2×3.2)=0.17。

(2)CO2的量为1.6mol,所以CO也转化了1.6mol,转化率为1.6/2=80%。(3)v (H2) =0.4/(2×5)=0.04mol·L-1・min-1。(4)比较反应②、③,升高温度,反应物的转化率增大,所以为吸热。(5)a.①和②为等效平衡所以体积分数相等,a正确。b.达到平衡后Q2 > Q1="32.8" kJ,b错。c.由于③的温度比②高,所以③的反应速率更快,时间更短,c错。d.△H>0,d错。(6)按照方程式计算,碳酸钠有0.4mol,碳酸氢钠有0.05mol,而碳酸根发生水解,浓度比钠离子低,其次是碳酸氢根,而由于碳酸根水解,碳酸氢根水解,氢氧根离子比氢离子浓度高,即:c(Na+)> c (CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)。

点评:本题将化学反应平衡与盐类水解相结合,考点综合,学生需牢固掌握这两部分知识。

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