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300 ℃时,将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)ΔH<0,一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表:
2Z(g)
t/min n(Y)/mol 下列说法正确的是
2 0.12 4 0.11 7 0.10 9 0.10 A.前2 min的平均反应速率v(X)=2.0×10 mol/(L·min)
B.其他条件不变,再充入0.1 mol X和0.1 mol Y,再次平衡时Y的转化率不变 C.当v逆(Y)=2v正(Z)时,说明反应达到平衡 D.该反应在250 ℃时的平衡常数小于1.44
【参考答案】B
-2
化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的限度
K值大,说明反应进行的程度大,反应物的转化率高。K值小,说明反应进行的程度小,反应物的转化
率低。
K <10?5 10?5~105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应可接近完全 (2)判断反应是否达到平衡状态 化学反应aA(g)+bB(g)
cc(C)?cd(D)cC(g)+dD(g)在任意状态时,浓度商均为 Qc=a。 bc(A)?c(B)Qc>K时,反应向逆反应方向进行; Qc=K时,反应处于平衡状态; Qc (3)利用平衡常数判断反应的热效应 若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。 化学平衡中转化率的计算和规律总结 规律一:某温度下,对于aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)反应,起始投料相同的两个相同容器甲和乙, 甲保持恒压,乙保持恒容,则转化率甲大于乙,即恒压大于恒容(反应前后气体系数之和相等的转化率相等) 规律二:对于aA(g)+bB(g)减小。 规律三:对于aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)反应,若只增加A的量,则B的转化率增大,A的转化率 cC(g)+dD(g),反应若按原始比例同倍增加A和B的量,平衡向右移动, A和B的转化率与化学反应条件和化学计量数有关。 (1)若是恒温恒压,则A和B的转化率不变。 (2)若是恒温恒容,则相当于在原平衡基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即:a、当a+b=c+d时,A和B的转化率不变 b、当a+b>c+d时,A和B的转化率增大 c、当a+b cC(g)+dD(g),当反应物等物质的量加入时,反应物的转化率之比等于 反应的化学计量数之比;当反应物按化学计量数之比加入时,反应物的转化率相等。 规律五:恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变;恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化。 总之,判断转化率的变化关键是正确判断平衡移动的方向,当增大物质的浓度难以判断平衡移动的方向时,.....................可转化为压强问题进行讨论;当增大压强难以判断平衡移动的方向时,可转化为浓度问题进行讨论。............. 1.已知反应X(g)+Y(g) R(g)+Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时,向一个2 L的密 闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y,反应初始4 s内v(X)=0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是 温度/℃ 平衡常数 700 1.7 800 1.1 830 1.0 1 000 0.6 1 200 0.4 A.4 s时容器内c(Y)=0.76 mol/L B.830 ℃达平衡时,X的转化率为80% C.反应达平衡后,升高温度,平衡正向移动 D.1 200 ℃时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4 CH3OH(g) ΔH<0。在容积固定为2 L的密闭 2.工业上可通过CO和H2反应来制备甲醇:CO(g)+2H2(g) 容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂,用压力计监测容器内压强的变化如下表: 反应时间/min 压强/MPa 下列说法正确的是 A.从反应开始到20 min时,v(H2)=0.05 mol·L-1·min-1 B.该温度下反应的平衡常数K=4 L2·mol-2 C.容器内混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡状态 D.若在恒温恒压条件下,通入水蒸气,CO的转化率不变 3.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s)2NO(g)+Cl2(g) NaNO3(s)+NOCl(g) K1 ΔH1<0 2NOCl(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ) (Ⅰ) 0 12.6 5 10.8 10 9.5 15 8.7 20 8.4 25 8.4 (1)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=________(用K1、K2表示)。 (2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(NOCl)=7.5×10-3 mol·L-1·min-1,则平衡后n(Cl2)=________ mol,NO的转化率α1=________。其他条件保持不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2________α1(填“>”“<”或“=”),平衡常数K2________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K2减小,可采取的措施是____________。