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【题目】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO(g)+H2O (g)CO2(g)+H2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表:

t℃

700

800

830

1000

1200

K

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= , 该反应为反应(填吸热或放热).若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数(填序号)
①一定不变 ②一定减小 ③可能增大 ④增大、减小、不变皆有可能
(2)能判断该反应是否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(H2)=v(H2O) (d)c(CO)=c(CO2
(3)将不同量的CO (g) 和H2O (g) 分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO (g)+H2O (g)CO2(g)+H2(g),得到如表三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

H2O

CO

CO2

CO

A

650

2

4

1.6

2.4

5

B

900

1

2

0.4

1.6

3

C

1000

1

2

c

d

t

①实验B中平衡时H2O (g)的物质的量是
②通过计算可知,CO的转化率实验A实验B(填“大于”、“等于”或“小于”).
③若实验C中达到平衡所需时间 t3(填“大于”、“等于”或“小于”)

【答案】
(1);放热;③
(2)bc
(3)0.6mol;大于;小于
【解析】解:(1)反应的化学方程式为CO(g)+H2O (g)CO2(g)+H2(g),则K= ,由表中数据可知升高温度平衡常数减小,说明正反应放热,平衡正向移动,如温度不变,则平衡常数不变,如降温,则平衡常数增大,正向移动,平衡常数不可能减小,只有③正确,所以答案是:K= ; 放热;③;(2)(a)反应前后气体的体积不变,无论是否达到平衡状态,容器中压强都不变,不能判断是否达到平衡状态,故错误;
(b)混合气体中c(CO)不变,可说明达到平衡状态,故正确;(c)v(H2)=v(H2O),说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故正确;(d)c(CO)=c(CO2),不能说明是否达到平衡状态,故错误.所以答案是:b c;(3)①实验B中平衡时CO2的物质的量为0.4mol,可知消耗0.4molH2O,可计算平衡时H2O (g)的物质的量为1mol﹣0.4mol=0.6mol,所以答案是:0.6mol;②实验A中CO的转化率为 =0.8,实验B中CO的转化率为 =0.2,则A的转化率大于B,所以答案是:大于;③B与C相比较,二者起始物质的量相同,但C的温度较高,反应速率较大,则C用的时间较小,所以答案是:小于.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和化学平衡状态的判断的相关知识点,需要掌握化学平衡状态的特征:“等”即 V正=V逆>0;“动”即是动态平衡,平衡时反应仍在进行;“定”即反应混合物中各组分百分含量不变;“变”即条件改变,平衡被打破,并在新的条件下建立新的化学平衡;与途径无关,外界条件不变,可逆反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立同一平衡状态(等效);状态判断:①v(B)=v(B)②v(C):v(D)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等才能正确解答此题.

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再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3<0,③
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H4<0.④
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(3)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,已知反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

浓度/
(molL1

0.44

0.6

0.6

比较此时正、逆反应速率的大小:vv(填“>”“<”或“=”).
(4)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:

化学键

N≡N

F﹣F

N﹣F

键能/kJmol1

941.7

154.8

283.0

则反应N2(g)+3F2(g)═2NF3(g)的△H=
(5)25℃、101kPa时,已知:
2H2O(g)═O2(g)+2H2(g)△H1
Cl2(g)+H2(g)═2HCl(g)△H2
2Cl2(g)+2H2O(g)═4HCl(g)+O2(g)△H3
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0

2

4

6

8

10

c(N2O4

0.100

c1

0.050

c3

a

b

c(NO2

0.000

0.060

c2

0.120

0.120

0.120

试填空:
(1)该反应达到平衡时,四氧化二氮的转化率为%,表中c2c3、ab(填“>”、“<”或“=”).
(2)2min时四氧化二氮的浓度c1=mol/L,在0~2min时间段内,四氧化二氮的平均反应速率为mol/(Lmin).
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