在T℃条件下,向1L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应: 2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g) △H = -Q kJ·mol-1 (Q>0)
当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则
(1)化学计量数a的值为 。
(2)写出该反应平衡常数K的表达式 (a必须用具体的值表示)。
(3)下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是 。
A:容器内压强一定 B:容器内气体的密度一定
C:容器内Z分子数一定 D:容器内气体的质量一定
(4)X的转化率α= (用含Q、Q1的代数式表示)。
(5)维持温度不变,若起始时向容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1 kJ的是 (稀有气体不参与反应)。
A.2 molX、1mol Y、1molAr
B.a molZ、1mol W
C.1 molX、0.5mol Y、0.5a molZ、0.5 mol W
D.2 molX、1mol Y、1molZ
(6)维持温度不变,若起始时向容器中加入4mol X和6 mol Y,若达平衡时容器内的压强减小了10%,则反应中放出的热量为 kJ。
已知:该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
200 |
250 |
300 |
350 |
平衡常数K |
9.94 |
5.2 |
1 |
0.5 |
试回答下列问题
(7)在300℃发生上述反应,以表中的物质的量投入到相同的恒容反应器中,其中向正反应方向转化的有 (选填 A.B.C.D.E)。
|
n(X) |
n(Y) |
n(Z) |
n(W) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
3 |
3 |
0 |
6 |
D |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
E |
1 |
0.3 |
2 |
2 |
(8)若在某温度下,2 mol X和1 mol Y在该容器中反应达平衡, X的平衡转化率为50%,则该温度为 ℃。
(9)在(8)小题达平衡后,保持温度和容器体积不变,分别向容器中再加入 A.2 mol X和1 mol Y, B.1mol Z和1 mol W, C.1molX , D.1 mol W至新平衡,则和原平衡相比,X的转化率A 、B 、C 、D 。(选填增大,减小,不变)
(10)维持T℃条件不变,若在一个和原容器体积相等的恒压容器N 中,加入2 mol X和1 mol Y发生如上反应并达平衡,则 (选填M或N)容器中的反应先达到平衡状态,容器中X的质量分数M N(选填>、<、=符号)。
硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下。
(1)以N2和H2为原料合成氨气。反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①下列措施可以提高H2的转化率是(填选项序号)。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强
c.及时分离生成的NH3 d.升高温度
②一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率a1=;
若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2a1(填“>”、“<”或“=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸。
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是。
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g):△H>0
该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如右图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)。
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态;
b.在t2时,采取的措施可以是升高温度;
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态;
d.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值。(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气。
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g):△H=-483.6kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g):△H=+67.7kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是。
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。
若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是。
某温度下H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数是50,在该温度下只充入H2与I2(g)发生反应,反应开始时,碘蒸气的浓度是1mol·L-1,当达到平衡时c(HI)=0.9mol·L-1,求H2的转化率?(保留三位有效数字)
工业上用赤铁矿生产铁,可以选择的还原剂有C和H2,根据所学的知识判断:
已知:Fe2O3(s)+3/2C(s)=2Fe(s)+3/2CO2(g) ΔH=+233.8kJ·mol-1 ΔS=279J∙K-1∙mol-1
Fe2O3(s)+3H2(g)=2Fe(s)+3H2O(g)ΔH=+98kJ·mol-1ΔS=144.2J∙K-1∙mol-1
问:那一种还原剂可使反应自发进行的温度低?(要求计算过程)(保留三位有效数字)
将4molSO2和2molO2的混合气体置于体积可变的恒压容器中,在一定条件下发生如下反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g) ΔH<0,该反应达平衡时,测得气体总物质的量为4.2mol,试回答:
(1)在该平衡时,n(SO3)=mol
(2)若起始时加入1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3,达到平衡时各气体体积分数与上述平衡状态相同,则x的取值范围是
(3)若反应开始时v(逆)> v(正),达到上述平衡状态时,气体的总物质的量仍为4.2mol,则起始时n(SO3)的取值范围是
(4)若反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。则反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是______________________(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)。
A.加了催化剂 | B.缩小容器体积 |
C.降低温度 | D.增加SO3的物质的量 |
在一个固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B,发生反应:
2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)
达到平衡时,C的浓度为W mol·L-1。若维持容器体积和温度不变,用下列物质作为起始反应物时,经反应达到平衡后C的浓度与W的关系(用“>”“<”“=”表示)。
(1)加入1 mol A和1 mol B时,C的平衡浓度_________W mol·L-1。
(2)加入2mol A、1mol B、3mol C、1mol D时,C的平衡浓度_________W mol·L-1。
(3)加入3 mol C和1 mol D时,C的平衡浓度_________W mol·L-1。
(4)加入2 mol B、3 mol C、1 mol D时,C的平衡浓度_________W mol·L-1。