D.反应Ⅳ:
ΔH<0,T2>T1
C [反应Ⅰ中温度降低,A的平衡转化率升高,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,ΔH<0,压强增大平衡向正反应方向移动,A的转化率升高,故p2>p1,A错误;反应Ⅱ中T1温度下反应先达到平衡,说明T1>T2,温度降低,n(C)增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应是放热反应,ΔH<0,B错误;反应Ⅳ中,若T2>T1,则温度升高,A的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应,ΔH>0,D错误。
]
7.(2018·安徽十校联考)一定温度下,将1molA和1molB气体充入2L恒容密闭容器,发生反应A(g)+B(g)
xC(g)+D(s),t1时达到平衡。
在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体C的浓度随时间变化如图所示。
下列说法中正确的是( )【导学号:
97500142】
A.反应方程式中的x=1
B.t2时刻改变的条件是使用催化剂
C.t3时刻改变的条件是移去少量物质D
D.t1~t3间该反应的平衡常数均为4
D [t2时刻时C的浓度瞬间增大,且平衡不发生移动,排除法:
温度、催化剂均不可,只改变C的浓度也不符合,只能采取相当于加压的措施或体积不变的情况下同时加入一定比例的A、B、C,所以此反应为等体积反应,x=2,A、B项错误;C项,D为固体,错误;D项,t1时刻达到平衡时,依据三段式进行计算:
A(g)+B(g)
2C(g)+D(s)
0.50.500
0.250.250.50.25
0.250.250.50.25
K=4,t1~t3间温度相同,正确。
]
8.
(1)2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol-1是制备硫酸的重要反应。
在容积为VL的密闭容器中起始充入2molSO2和1molO2,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
与曲线a相比,曲线b改变的条件是________,判断的依据________________________________
_______________________________________________________________。
(2)一定条件下一氧化碳和氢气可合成清洁能源甲醇,其化学方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=Q。
该可逆反应的平衡常数表达式为________,分析下图可知,A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是________,压强:
p1________p2(填“>”“<”或“=”),在T1和p2条件下,由D点到B点过程中正、逆反应速率之间的关系:
v正________v逆(填“>”“<”或“=”)。
【解析】
(1)与曲线a相比,曲线b首先达到平衡,则反应速率快,而且平衡时的压强比曲线a大,应该是升高温度。
(2)由可逆反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=Q,推知平衡常数表达式:
K=
;从图像分析可知,A、B两点同温度,B、C两点同压强,且T1KC;比较同温度下A、B两点CO转化率再结合该可逆反应的正反应为气体体积减小的反应,即增大压强向气体体积减小的方向移动,CO转化率增大,即p1v逆。
【答案】
(1)升高温度 曲线b表示的是到达平衡的时间少,反应快且压强也大,或起始时,曲线b表示的压强大
(2)K=
KA=KB>KC < >
9.(2018·佛山质检)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0mol·L-1,在一定条件下发生反应:
CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+
2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
则:
(1)该反应的ΔH________0(填“<”“=”或“>”)。
(2)压强p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为___________________________。
压强为p4时,在b点:
v(正)________v(逆)(填“<”“=”或“>”)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp),则该反应的平衡常数的表达式Kp=________;如果p4=0.36MPa,求a点的平衡常数Kp=________(保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)为探究速率与浓度的关系,该实验中,根据相关实验数据,粗略绘制出了2条速率—浓度关系曲线:
v正~c(CH4)和v逆~c(CO)。
则:
①与曲线v正~c(CH4)相对应的是上图中曲线______(填“甲”或“乙”)。
②当降低到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的平衡点分别为________(填字母)。
【解析】
(1)根据图示,压强不变时,升高温度,CH4的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动。
根据升温时,平衡向吸热反应方向移动,可知正反应为吸热反应,ΔH>0。
(2)该平衡的正反应为气体分子数增大的反应,温度不变时,降低压强,平衡向正反应方向移动,CH4的平衡转化率增大,故p4>p3>p2>p1。
压强为p4时,b点未达到平衡,反应正向进行,故v(正)>v(逆)。
(3)由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知,用平衡压强表示的平衡常数Kp=
。
p4时a点CH4的平衡转化率为80%,则平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.2mol·L-1,c(CO)=c(H2)=1.6mol·L-1,则p(CH4)=p(CO2)=p4×
=
p4,p(CO)=p(H2)=p4×
=
p4,故Kp=
=
≈1.64。
(4)①CH4的浓度由1.0mol·L-1逐渐减小,而CO的浓度由0逐渐增加,故v正~c(CH4)相对应的曲线为乙。
②降低温度,正、逆反应速率均减小,平衡向逆反应方向移动,则CH4的浓度增大,而CO的浓度减小,故相应的平衡点分别为B、F。
【答案】
(1)>
(2)p4>p3>p2>p1 >
(3)
1.64
(4)①乙 ②B、F
10.(2018·陕西九校模拟)在两个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH。
CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如下图所示。
(1)此反应的平衡常数表示式K=________,P点对应温度下,K的值为________。
(2)该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是_________。
(3)氢碳比:
X________2.0(填“>”“<”或“=”)。
(4)在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)________P点的v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
【解析】
(1)由图可知,P点平衡时二氧化碳的转化率为0.50,
=2.0,设起始时氢气的浓度为2mol·L-1、二氧化碳的浓度为1mol·L-1,则二氧化碳的浓度变化量为0.5mol·L-1,则:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)
起始浓度/(mol·L-1):
1 2 0 0
变化浓度/(mol·L-1):
0.51.50.251
平衡浓度/(mol·L-1):
0.50.50.251
平衡常数K=
=
=64。
(2)由题图可知,氢碳比不变时,温度升高CO2的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,则正反应为放热反应,ΔH<0。
(3)氢碳比[
]越大,二氧化碳的转化率越大,故X>2.0。
(4)相同温度下,Q点二氧化碳的转化率小于平衡时的转化率,说明Q点未到达平衡,反应向正反应方向进行,逆反应速率增大,到P点平衡状态时不变,故在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)小于P点的v(逆)。
【答案】
(1)
64
(2)< 温度升高CO2的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,正反应为放热反应 (3)> (4)<
11.(2018·大连模拟)甲醇是一种重要的试剂,氢气和二氧化碳在一定条件下可合成甲醇:
3H2(g)+CO2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),在某密闭容器中充入3mol氢气和1mol二氧化碳,测得混合气体中甲醇的体积分数与温度的关系如图A所示:
图A 图B
试回答下列问题:
【导学号:
97500143】
(1)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
该反应平衡常数的表达式为________,为了降低合成甲醇的成本可以采用的措施是____________________(任意写出一条合理的建议)。
(2)解释O~T0内,甲醇的体积分数变化趋势:
_________________________
_______________________________________________________________。
(3)氢气在Q点的转化率________(填“大于”“小于”或“等于”,下同)氢气在W点的转化率;其他条件相同,甲醇在Q点的正反应速率________甲醇在M点的正反应速率。
(4)图B表示氢气转化率α(H2)与投料比[
]的关系,请在图B中画出两条变化曲线并标出曲线对应的条件,两条曲线对应的条件分别为:
一条曲线对应的压强是1.01×105Pa;另一条曲线对应的压强是3.03×105Pa。
(其他条件相同)
【解析】
(1)W点表示在T0时反应达到平衡状态,达到平衡之后,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应。
该反应平衡常数的表达式K=
,为了降低合成甲醇的成本可以采用的措施是:
增加CO2的充入量。
(2)温度低于T0时,反应未达到平衡,反应正向进行,使甲醇的体积分数逐渐增大。
(3)Q点时反应未达到平衡状态,反应正向进行,甲醇的体积分数增大,氢气的转化率增大,所以Q点氢气的转化率小于W点的。
Q点和M点对应体系中各物质的浓度相同,M点对应的温度较高,反应速率较大。
(4)其他条件不变,随着氢气与二氧化碳体积比增大,氢气的转化率减小;该反应的正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,氢气转化率增大。
【答案】
(1)放热 K=
增加CO2的充入量(任意写出一条合理的建议即可)
(2)温度低于T0时,反应未达到平衡,反应正向进行,使甲醇的体积分数逐渐增大
(3)小于 小于
(4)如图