工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)某研究小組分別在體積均為2 L的恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其發(fā)生反應(yīng),相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器
編號(hào)
溫度
/℃
起始量/mol 平衡量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
650 1 2 0.4 0.4 5 16.4kJ
650 2 4 t1 Q1 kJ
900 2 4 1.6 1.6 t2 Q2 kJ
(1)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.17
0.17
(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)).
(2)容器③中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%

(3)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡這段時(shí)間,化學(xué)反應(yīng)速率v (H2)=
0.04mol/(L?min)
0.04mol/(L?min)

(4)該反應(yīng)的正反應(yīng)為
吸熱
吸熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),理由是
升高溫度,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大
升高溫度,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大

(5)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),容器①和容器②中CO2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q2>Q1>32.8kJ
c.達(dá)到平衡的時(shí)間:t2>t1>2.5min
d.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為:CO(g)+H2O(g);CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
(6)容器②中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6mol.若用200mL 5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,得到的溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?!--BA-->
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+
分析:(1)計(jì)算出各物質(zhì)的平衡濃度,根據(jù)方程式計(jì)算平衡常數(shù);
(2)根據(jù)方程式結(jié)合平衡物質(zhì)的量計(jì)算轉(zhuǎn)化率;
(3)根據(jù)v=
△c
△t
計(jì)算;
(4)因反應(yīng)前后氣體的體積不變,則增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),所以②中CO2的物質(zhì)的量應(yīng)為0.8mol,而③為1.6mol,說(shuō)明升高溫度平衡向正方向移動(dòng);
(5)①②平衡狀態(tài)相同,結(jié)合外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行分析;
(6)n(NaOH)=1mol,反應(yīng)生成碳酸鈉和碳酸氫鈉,以此進(jìn)行判斷.
解答:解:(1)容器②與①溫度相同,則平衡常數(shù)相等,可根據(jù)①計(jì)算:
                  CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol)     1       2        0        0
變化量(mol)    0.4     0.4      0.4      0.4
平衡量(mol)    0.6     1.6      0.4      0.4
k=
0.4×0.4
0.6×1.6
=0.17,
故答案為:0.17;
(2)CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
起始量(mol)     2       4        0        0
變化量(mol)    1.6     1.6      1.6      1.6
平衡量(mol)    0.4     2.4      1.6      1.6
CO的轉(zhuǎn)化率為
1.6
2
×100%
=80%,
故答案為:80%;
(3)v (H2)=
0.4mol
2L
5min
=0.04mol/(L?min),
故答案為:0.04mol/(L?min);
(4)因反應(yīng)前后氣體的體積不變,則增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),所以②中CO2的物質(zhì)的量應(yīng)為0.8mol,而③為1.6mol,說(shuō)明升高溫度平衡向正方向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),
故答案為:吸熱;升高溫度,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大;
(5)a.因反應(yīng)前后氣體的體積不變,則增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),則平衡時(shí),容器①和容器②中CO2的體積分?jǐn)?shù)相等,故a正確;
b.容器①和容器②平衡狀態(tài)相同應(yīng)有Q1=32.8kJ,故b錯(cuò)誤;
c.升高溫度,反應(yīng)速率增大,應(yīng)有達(dá)到平衡的時(shí)間:t2<2.5min,故c錯(cuò)誤;
d.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=+41kJ/mol,故d錯(cuò)誤;
故答案為:a;
(6)n(NaOH)=1mol,CO2的物質(zhì)的量為0.6mol,反應(yīng)生成碳酸鈉和碳酸氫鈉,設(shè)生成碳酸鈉xmol,碳酸氫鈉ymol,則有
x+y=0.6
2x+y=1
,解之得x=0.4,y=0.2,
二者水解都呈堿性,則有c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+).
故答案為:c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+).
點(diǎn)評(píng):本題綜合考查化學(xué)平衡,側(cè)重于等效平衡、化學(xué)平衡的影響因素以及離子濃度的大小比較等問(wèn)題的考查,題目難度較大,注意比較表中數(shù)目,要具有對(duì)數(shù)據(jù)的處理和分析能力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

Ⅰ、在一定溫度下,氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生反應(yīng):
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g).已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下表:
溫度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常數(shù) 64.0 50.7 42.9
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
K=
c3(CO3)
c3(CO)
K=
c3(CO3)
c3(CO)
,△H
0(填“>”、“<”或“=”).
Ⅱ、工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng).相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80%
80%

(2)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(3)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.容器①中,化學(xué)反應(yīng)速率為:v(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng).相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8 kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)該反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量.
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80
80
%.
(3)下列敘述正確的是
A
A
(填字母序號(hào)).
A、平衡時(shí),兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
B、容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q>65.6kJ
C、反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等υ(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)
D、容器①中,化學(xué)反應(yīng)速率為
(4)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O (g)△H=-484kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol

(5)容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6mol.若用200ml、5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示)
3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O
3CO2+5OH-=2CO32-+HCO3-+2H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小組研究在同溫度下反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng).?dāng)?shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8 kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
(1)該反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量.
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80
80
%.
(3)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(4)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.容器①中,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為:υ(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)

(5)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2013?樂(lè)山二模)工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41kJ/mol
某小組研究在相同溫度下該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化.他們分別在體積均為V L的兩個(gè)恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng).相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器編號(hào) 起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol 達(dá)到平衡的時(shí)間/min 達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO H2O CO2 H2
1 4 0 0 t1 放出熱量:32.8 kJ
2 8 0 0 t2 放出熱量:Q
(1)該反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量
小于
小于
(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量.
(2)容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為
80
80
%.
(3)計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
1
1

(4)下列敘述正確的是
a
a
(填字母序號(hào)).
a.平衡時(shí),兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等
b.容器②中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí),Q>65.6kJ
c.反應(yīng)開始時(shí),兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等
d.容器①中,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為:v(H2O)=
4
Vt1
mol/(L?min)

(5)已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O (g)△H=-484kJ/mol,寫出CO完全燃燒生成CO2的熱化學(xué)方程式:
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566 kJ/mol

(6)容器①中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí),測(cè)得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6mol.若用200mL 5mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應(yīng)的離子方程式為(用一個(gè)離子方程式表示)
3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O
3CO2+5OH-═2CO32-+HCO3-+2H2O

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案