Question

【题目】某温度下，在2L容器中3种物质间进行反应，X，Y，Z的物质的量随时间的变化曲线如图，反应在t1 min时到达平衡，如图所示：

(1)该反应的化学方程式是_________。若t1=10min，用X表示化学反应速率为_________

(2)若上述反应中X，Y，Z分别为NH3、H2、N2， 且已知1mol氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ的热量，则至t1 min时，该反应吸收的热量为_______；

(3)保持容器温度不变，缩小容器体积，化学反应速率_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。化学平衡常数K_______ (填“增大”或“减小”或“不变”)

(4)在一定容积的密闭容器中,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	1000	1200
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)

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

(6)在800℃时，发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2mol·L-1,c(H2)=1.5mol·L-1，c(CO)=1mol·L-1，c(H2O)=3mol·L-1，则下一时刻，反应向__________(填"正反应"或"逆反应")方向进行。

Answer 1

【答案】2X3Y+Z 0.04mol/(Lmin) 36.8kJ 增大 不变 BC 830 逆反应

【解析】

(1)化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数成正比，且反应进行到t1时各种物质都存在，物质的量都不发生变化，说明反应为可逆反应，以此书写化学方程式；根据v=计算反应速率；

(2)若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1mol 氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ的热量，则至t1min时，分解氨气物质的量△n(NH3)=2.4mol-1.6mol=0.8mol，据此计算反应放出的热量；

(3)根据压强对化学反应速率和化学平衡移动的影响分析判断；

(4)①根据化学平衡常数的概念来书写；②化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等；

(5)根据c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)进行整理，并与化学平衡常数K比较判断反应温度；

(6)将该时刻的浓度代入浓度商公式，并与800℃时的化学平衡常数K比较判断反应进行的方向。

(1)由图象可以看出，X的物质的量逐渐减小，则X为反应物，Y、Z的物质的量逐渐增多，则Y、Z为生成物，当反应到达2min时，△n(X)=0.8mol，△n(Y)=1.2mol，△n(Z)=0.4mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数成正比，则△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=2：3：1，此时各种物质的浓度都不再发生变化，说明反应达到了平衡状态，所以反应的化学方程式为：2X3Y+Z；

反应从开始至达到平衡，X的物质的量变化了0.8mol，则用X表示的反应速率v(X)==0.04mol/(Lmin)；

(2)若上述反应中X、Y、Z分别为NH3、H2、N2，且已知1mol 氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ的热量，则至t1 min时，分解氨气物质的量△n(NH3)=2.4mol-1.6mol=0.8mol，反应放出的热量Q==36.8 kJ；

(3)该反应有气体参加，保持容器温度不变，缩小容器体积，物质的浓度增大，所以化学反应速率增大，由于化学平衡常数K只与温度有关，温度不变，所以化学平衡常数K不变；

(4)①因平衡常数等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积的比，所以化学平衡常数K=；

②A.反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会要引起平衡移动，A错误；

B.化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，B正确；

C.化学平衡状态的标志是v正=v逆，所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态，C正确；

D.c(CO2)=c(CO)时，不能表明正逆反应速率相等，不一定达到了平衡状态，D错误；

故合理选项是BC；

(5) c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，则=1，与830℃时达到化学平衡常数K相等，因此反应温度为830℃；

(6)在800℃时,发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)=2mol/L，c(H2)=1.5mol/L，c(CO)=1mol/L，c(H2O)=3mol/L，则Qc==1，大于800℃时的化学平衡K=0.9，说明化学反应逆反应方向进行。