选项C,恒温恒压下,向容器中再充入少量N2,容器容积增大,平衡向气体体积增大的方向进行,即平衡将逆向移动,故C错误。
选项D,恒温恒容下,向容器中再充入少量CH3OH(g),相当于增大压强,平衡逆向移动程度小,达到新平衡时,CH3OH(g)的百分含量将增大,故D错误。
]
10.现有反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。
在850℃时,K=1。
(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K________(填“大于”“小于”或“等于”)1。
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,则:
①当x=5.0时,上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是________。
(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a________(填“大于”“小于”或“等于”)b。
[解析]
(1)升温,平衡向吸热反应即逆反应方向移动,K变小。
(2)①
=
>1,故平衡逆向移动。
②
<1,故x<3.0。
(3)x越大,H2的相对量越多,转化率越小,H2%越大,故a
[答案]
(1)小于
(2)①逆反应 ②x<3.0 (3)小于
11.(2014·全国卷Ⅰ改编)已知:
乙烯气相直接水合反应的化学方程式为C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5kJ/mol
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。
(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_________
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为___________________________,
理由是___________________________________。
[解析]
(1)Kp=
=
=
≈0.07(MPa)-1。
(2)C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,C2H4的转化率提高,所以p4>p3>p2>p1。
[答案]
(1)
=
=
≈0.07(MPa)-1
(2)p4>p3>p2>p1 反应分子数减少,相同温度下,压强增大,乙烯转化率提高
B组 专项能力提升
(建议用时:
15分钟)
12.已知:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-25kJ·mol-1,某温度下的平衡常数为400。
此温度下,在1L的密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c/(mol·L-1)
0.8
1.24
1.24
下列说法正确的是( )
【导学号:
99682241】
①平衡后升高温度,平衡常数>400
②平衡时,[CH3OCH3]=1.6mol·L-1
③平衡时与此时刻相比,反应混合物的总能量减少20kJ
④平衡时,再加入与起始等量的CH3OH,达新平衡后CH3OH转化率增大
⑤此时刻反应达到平衡状态
⑥平衡时CH3OH的浓度为0.08mol·L-1
A.①②④⑤B.②⑥
C.②③④⑥D.②④⑥
B [Q=
<400,反应正向进行。
+
解之x=0.36(mol/L),故[CH3OCH3]=1.6mol/L,[CH3OH]=0.08mol/L,Q=0.36×25kJ=9kJ。
]
13.
(1)硫酸工业生产中涉及反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),向2L的密闭容器中充入2molSO2、1molO2,SO2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。
【导学号:
99682242】
①T1温度下,反应进行到状态D时,v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
温度为T1时,反应的平衡常数K=________。
②若在T3温度时,达平衡时测得反应放出的热量为Q1。
此时再向容器中加入2molSO2、1molO2并使之重新达到平衡,测得又放出热量Q2。
则下列说法正确的是________(填字母)。
a.Q2一定等于Q1
b.新平衡时SO2的转化率一定大于80%
c.T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数
(2)下列关于反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0的说法正确的是________(填字母)。
A.升温可以加快合成SO3的速率同时提高SO2的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于ΔH<0,ΔS<0,故该反应一定能自发进行
D.当SO2的浓度保持不变时,说明反应达到平衡状态
[解析]
(1)由D到A,二氧化硫的转化率增大,平衡向正反应方向移动,所以正反应速率>逆反应速率;反应达到平衡状态时,二氧化硫的物质的量是0.2mol,其浓度是0.1mol·L-1,氧气的浓度是0.05mol·L-1,三氧化硫的浓度是0.9mol·L-1,所以K=
=1620(mol·L-1)-1;再向容器中加入2molSO2、1molO2,增大了体系的压强,导致平衡向正反应方向移动,所以放出的热量比Q1多,所以二氧化硫的转化率增大,故a错误,b正确。
由图示可知,T1时SO2的转化率高,所以K值大,c错误。
(2)A项,该反应正向放热,故温度升高,平衡逆向移动,SO2的转化率降低;B项,寻找常温下的合适催化剂,加快反应速率,同时降低能耗;C项,通过ΔG=ΔH-TΔS可知,反应的自发进行需要一定的外界条件;D项,平衡时各组分的浓度保持一定。
[答案]
(1)①> 1620(mol·L-1)-1 ②b
(2)BD