Question

【題目】Ⅰ. 在容積為5L的密閉容器中，通入5 mol N2和8 mol H2，在一定條件下反應(yīng)生成NH3，當反應(yīng)進行到2 min時，測得容器內(nèi)有4 mol NH3。則：

(1)2 min時，容器內(nèi)n(N2)=________ ，c(H2)=___________。

(2)2 min時，容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量與反應(yīng)前容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量之比為 _______。

Ⅱ.在一定體積的密閉容器中進行如下化學反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學平衡常數(shù)(K)和溫度(t)的關(guān)系如下表所示：

t/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：

(1)該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為K=________。

(2)該反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(3)能判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。

A.容器中壓強不變 B.混合氣體中c(CO)不變

C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)

(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，試判斷此時的溫度為________ ℃。

(5)在800 ℃時，發(fā)生上述反應(yīng)，某一時刻測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2 mol·L－1，c(H2)為1.5 mol·L－1，c(CO)為1 mol·L－1，c(H2O)為3 mol·L－1，則下一時刻，反應(yīng)將________(填“正向”或“逆向”)進行

Answer 1

【答案】3 mol 0.4 mol/L 9：13 吸熱 BC 830 逆向

【解析】

I.(1)根據(jù)三段式計算2min后時各組分的物質(zhì)的量，根據(jù)c=計算H2的濃度；

(2)計算出反應(yīng)前容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量是N2和H2的物質(zhì)的量的和；2 min時，容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為N2、H2、NH3物質(zhì)的量之和，據(jù)此解答；

II.(1)平衡常數(shù)為化學反應(yīng)達到平衡時各種生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；

(2)根據(jù)溫度升高，平衡常數(shù)變大來分析；

(3)利用平衡的特征“等”和“定”來分析；

(4)將物質(zhì)濃度關(guān)系式變性，跟化學平衡常數(shù)比較，判斷其反應(yīng)的溫度；

(5)將該條件下的物質(zhì)濃度帶入濃度商式子中，得到其數(shù)值，并與該溫度下的化學平衡常數(shù)K進行比較，若Qc>K，化學平衡向逆反應(yīng)方向移動，若Qc=K，處于平衡狀態(tài)；若Qc<K，反應(yīng)正向進行，由此分析解答。

I.(1) N2與H2反應(yīng)產(chǎn)生NH3，方程式為N2+3H22NH3，在反應(yīng)開始時，n(N2)=5mol，n(H2)=8mol，n(NH3)=0mol，2min時，n(NH3)=4mol，根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知反應(yīng)消耗N22mol，消耗H26mol，則2min時各種氣體的物質(zhì)的量分別是n(N2)=(5-2)mol=3mol，n(H2)=(8-6)mol=2mol，n(NH3)=4mol，2min時，H2的濃度c==0.4mol/L；

(2)反應(yīng)前容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量是N2和H2的物質(zhì)的量的和，n(N2)+ n(H2)=5mol+8mol=13mol，2 min時，容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為N2、H2、NH3物質(zhì)的量之和，n= n(N2)+n(H2)+n(NH3)=3mol+2mol+4mol=9mol，所以2 min時，容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量與反應(yīng)前容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量之比為n(后)：n(前)=9：13；

II. (1)平衡常數(shù)為化學反應(yīng)達到平衡時各種生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，則CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K=；

(2)由表格數(shù)據(jù)可知：溫度升高，化學平衡常數(shù)變大可知，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，化學平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

(3)A.該反應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，容器中氣體壓強始終不變，因此壓強不變不能作為判定平衡的方法，A錯誤；

B.混合氣體中c(CO)不變，說明反應(yīng)達到化學平衡，B正確；

C.v正(H2)=v逆(H2O)，則對于氫氣來說正、逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)達到平衡，C正確；

D.c(CO2)=c(CO)，該反應(yīng)不一定達到平衡，濃度關(guān)系取決于反應(yīng)物的起始量和轉(zhuǎn)化率，D錯誤；

故合理選項是BC；

(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，則=1，而K=，根據(jù)溫度與化學平衡常數(shù)的關(guān)系可知：反應(yīng)溫度為800℃；

(5)Qc===1>0.9=K，說明化學平衡向逆反應(yīng)方向移動。