x第三单元《化学平衡的移动》填空题专题训练
1.(10分) 高炉炼铁过程中发生的主要反应为 Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃ 1 000 1 150 1 300
平衡常数 4.0 3.7 3.5
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=____________,ΔH______0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000℃ 时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=__________________、CO的平衡转化率=__________;
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是__________。
A.减少Fe的量
B.增加Fe2O3的量
C.移出部分CO2
D.提高反应温度
E.减小容器的容积
F.加入合适的催化剂
【答案】(1)c(CO2) / c(CO) <(2)0.006mol/(L•min) 60﹪(3)C
【解析】
试题分析:(1)固体的浓度看成是一个常数,不写在平衡常数表达式中,故K=c(CO2) / c(CO),根据表格给出的数据知道温度升高K减小,说明温度升高平衡向逆向移动,逆反应方向就是吸热反应,那么正反应就是放热反应,ΔH < 0(2)先比较浓度商和平衡常数的关系Q=c(CO2) / c(CO)=0.1 mol/L /0.1 mol/L =1 <K=4.0,所以反应向正向进行,设CO浓度变化了x,有:
Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
起始浓度(mol/L) 0. 1 0. 1
变化浓度(mol/L) x x
平衡浓度(mol/L) 0.1-x 0.1+x (1+x)/(1-x)=4.0 得x=0.06 mol/L, v(CO2)=0.06 mol/L÷10min=0.006mol/(L•min),CO的平衡转化率=0.06 mol/L÷0.1mol/L=0.6=60﹪(3)要提高CO的转化率,就要让平衡向正向移动, Fe和Fe2O3 都是固体,改变它们的量对反应体系的浓度没有影响,故平衡不发生移动,A、B 不可行; 移出部分CO2,使生成物的浓度减小,平衡向正向移动,C对;反应时放热反应,提高反应温度平衡向逆向移动,D错;减小容器的容积,增大压强,但反应两边气体的化学计量数相等,平衡不移动,E错;催化剂不能让平衡发生移动,F错,选C。
考点:平衡常数和转化率的计算、化学平衡的移动。
2.(16分)
通过煤的气化和液化,使碳及其化合物得以广泛应用。
I.工业上先用煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时,存在以下平衡:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
(1)向1L恒容密闭容器中充人CO和H2O(g),800℃时测得部分数据如下表。
t/min 0 1 2 3 4
n(H2O)/mol 0.600 0.520 0.450 0.350 0.350
n(CO)/mol 0.400 0.320 0.250 0.150 0.150
则该温度下反应的平衡常数K= 。
(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O(g)、2molCO2、2mo1 H2,
此时υ(正) υ(逆) (填“>” “=” 或 “<”)。
II.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283 kJ•mol-1、286 kJ•mol-1、726 kJ•mol-1'。
(3)利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为 。
(4)依据化学反应原理,分析增加压强对制备甲醇反应的影响 。
III。为摆脱对石油的过度依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如图所示:
一个电极通入氧气,另一电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—。
(5)以辛烷(C8H18)代表汽油,写出该电池工作时的负极反应方程式 。
(6)已知一个电子的电量是1.602×10—19C,用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×105C的电量时,生成NaOH g。
Ⅳ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。
(7)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如:
a.6CO2+6H2O C6H12O6+6O2
b.2CO2 + 6H2 C2H5OH +3H2O
c.CO2 + CH4 CH3COOH
d.2CO2 + 6H2 CH2=CH2 + 4H2O
以上反应中,最节能的是 ,反应