Question

【题目】Ⅰ.可逆反应3A(g)3B(？)+C(？) △H>0，达到化学平衡后，进行下列操作。

（1）升高温度，用“变大”“变小”“不变”或“无法确定”填空。

①若B、C都是气体，气体的平均相对分子质量___；

②若B、C都不是气体，气体的平均相对分子质量___；

③若B是气体，C不是气体，气体的平均相对分子质量___；

（2）如果平衡后温度保持不变，将容器体积增大一倍，新平衡时A的浓度是原来的50%，判断B的状态是___态，C的状态是__态。

（3）某密闭容器中放入一定量的NO2，发生反应2NO2N2O4（正反应放热），达平衡后，若分别单独改变下列条件，重新达到平衡后，能使混和气体平均分子量增大的是___。

A.通入N2 B.通入NO2 C.通入N2O4 D.升高温度

Ⅱ.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K 和温度T的关系如下表所示：

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

回答下列问题：

（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝___；

（2）该反应为___反应(填“吸热”或“放热”)。

（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___

A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变

C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)

（4）某温度下，平衡浓度符合下式：[CO2]·[H2]＝[CO]·[H2O]，试判断此时的温度为__℃；

（5）830℃充入等体积的CO2 和H2 达到平衡后CO2 的转化率为___；

Ⅲ.运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。

生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1，该反应在低温下__(填“能”或“不能”)自发进行。

Answer 1

【答案】变小 不变 变小 气 液或固 BC 吸热 BC 830 50% 不能

【解析】

Ⅰ.（1）反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，结合物质的状态判断相对分子质量的变化；
（2）如果平衡后保持温度不变，将容器体积增加一倍，新平衡时A的浓度是原来的50%，则说明平衡不移动，反应物气体的计量数等于生成物气体的计量数；

（3）能使混合气体平均相对分子质量减小，根据M=mn，反应前后质量守恒，n减小即可，应是平衡向正反应方向移动，结合温度、压强对平衡移动的影响解答该题；

Ⅱ. （1）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；

（2）由表格中数据可知，温度越高K越大；

（3）结合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判定，平衡状态下正逆反应速率相同，各组分含量保持不变；

（4）根据达到平衡状态的标志和判断方法解题；

（5）根据三段式结合转化率的定义求解；

Ⅲ. （1）根据反应能否自发进行的判据：△H-T△S<0，反应自发进行，代入数据来计算。

Ⅰ. （1）反应为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，结合物质的状态判断相对分子质量的变化；

①若B.C都是气体，气体的总质量不变，但物质的量增大，则气体的平均相对分子质量变小，故答案为：变小；

②若B.C都不是气体，气体只有A，则气体的平均相对分子质量不变，故答案为：不变；

③若B是气体，C不是气体，气体的物质的量不变，但气体的质量减小，则相对分子质量减小，故答案为：变小；

（2）如果平衡后保持温度不变，将容器体积增加一倍，如平衡不移动，则新平衡时A的浓度是原来的50%，符合题意，则说明平衡不移动，反应物气体的计量数等于生成物气体的计量数，所以B为气体，C为固体或液体，故答案为：气；固或液；

（3）根据M=，能使混合气体平均相对分子质量减小，反应前后质量守恒，只要n减小即可，应是平衡向正反应方向移动。

A. 通入N2，不会引起化学平衡的移动，A项错误；

B. 通入NO2，压强增大，平衡正向移动，n减小，能使混合气体平均相对分子质量增大，B项正确；

C. 通入N2O4，压强增大，平衡正向移动，n减小，能使混合气体平均相对分子质量增大，C项正确；

D. 升高温度，平衡逆向移动，n增大，所以使混合气体平均相对分子质量减小，D项错误；

故答案为BC；

Ⅱ. （1）CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=；

（2）由表格中数据可知，温度越高K越大，可知升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，故答案为：吸热；

（3）A.该反应为气体体积不变的反应，容器中压强始终不变，不能判定平衡，A项错误；

B. 混合气体中c(CO)不变，符合平衡特征“定”，达到平衡状态，B项正确；

C.v正(H2)=v逆(H2O)，符合平衡特征“等”，达到平衡状态，C项正确；

D.c(CO2)=c(CO)，与起始量、转化率有关，不能判定平衡状态，D项错误；

故答案为：BC；

（4）某温度下，平衡浓度符合下式：：[CO2]·[H2]＝[CO]·[H2O]，则根据K的表达式可知K==1，结合表中数据可知，温度为830℃，故答案为：830；

（5）同条件下，气体的体积之比等于气体的物质的量之比，也等于密闭容器中气体的浓度之比，则830℃充入等体积的CO2 和H2，设起始量均为1，CO2转化量为x，则

CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)

起始量（mol/L） 1 1 0 0

转化量（mol/L） x x x x

平衡量（mol/L） 1-x 1-x x x

因此温度下K=1，则=1，即x=0.5，，故达到平衡后CO2 的转化率为=50%，故答案为：50%；

Ⅲ. C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) 自由能复合判据ΔG＝ΔH-TΔS，只有当ΔG小于0时反应才能自发进行，因ΔH＝＋131.3kJ·mol－1，ΔS＝＋133.7J·mol－1·K－1，带入数据得△HT△S=131.3 kJ·mol－1T×133.7×0.001 kJ·mol－1·K－1，在低温下，该值一定是大于0的，所以不能在低温下自发进行，故答案为：不能。