问题标题:
【BaS是一种白色晶体,微溶于水,可用于制备立德粉、Na2S等.工业上可用H2与重晶石(BaS04)在高温下反应制备BaS,热化学方程式为BaS04(s)+4H2(g)⇌BaS(s)+4H20(g)△H=+xkJ•mol-1(x>0).】
问题描述:
BaS是一种白色晶体,微溶于水,可用于制备立德粉、Na2S等.工业上可用H2与重晶石(BaS04)在高温下反应制备BaS,热化学方程式为BaS04(s)+4H2(g)⇌BaS(s)+4H20(g)△H=+xkJ•mol-1(x>0).回答下列问题:
(1)在温度和容积不变的条件下,能说明该反应己达到平衡状态的是___(用含a的代数式表示);若测得该反应达到平衡时吸热Q kJ,则x=___(用含a、Q的代数式表示).
(4)为了探究温度、固体反应物的表面积对化学反应速率的影响,某同学在一固定容积的密闭容器中加入一定量的重晶石和H2,设计了下表中的三组实验:
Ⅰ | 850 | c1 | 3.4 |
Ⅱ | T1 | 0.80 | 7.6 |
Ⅲ | 900 | 0.80 | 7.6 |
②在直角坐标系中画出Ⅰ,Ⅱ两组实验氢气的浓度随时间变化趋势图,并在每条曲线上标明对应的实验编号.
郭从松回答:
(1)a.没有指明正逆反应速率,无法判断是否到达平衡,故a错误;
b.混合气体总物质的量不变,温度、容器容积保持不变,容器内压强始终不变,故b错误;
c.v正(H2)=v逆(H2O)则说明氢气的消耗速率等于其生成速率,反应到达平衡,故c正确;
d.生成物水蒸气的浓度保持不变,说明反应到达平衡,故d正确,
故选:cd;
(2)a.使用催化剂加快反应速率,不影响平衡移动,故a错误;
b.升高反应体系的温度,反应速率加快,正反应为吸热反应,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,故b正确;
c.增大反应容器的体积,压强减小,反应速率降低,平衡不移动,氢气转化率不变,故c错误;
d.及时从反应体系中分离出水蒸气,平衡向正反应方向移动,氢气转化率增大,但物质的浓度降低,反应速率减小,故d错误,
故选:b;
(3)①在时间t~3t共2tmin内,氢气物质的量变化为1.5mol-0.9mol=0.6mol,由于随反应进行,氢气浓度降低,故t~3t共2tmin内,前tmin内氢气的反应速率大于后tmin内的速率,故前tmin内氢气的物质的量变化大于0.3mol,故此时氢气物质的量小于1.5mol-0.3mol=1.2mol,
故答案为:<;
②参加反应氢气物质的量为2amol,则平衡时氢气为2(1-a)mol,由方程式可知生成水为2amol,反应前后气体的化学计量数相等,用物质的量代替浓度代入平衡常数,故平衡常数K=c
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