- 走进化学工业
- 共2781题
(2015秋•兴宁市校级期中)一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1mol•L-1、0.3mol•L-1、0.08mol•L-1,则下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A.设X转化的浓度为x,
X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)
初始:c1 c2 c3
转化:x 3x 2x
平衡:0.1moL/L 0.3mol/L 0.08mol/L
所以c1:c2=(x+0.1moL/L):(3x+0.3mol/L)=1:3,故A错误;
B.平衡时,正逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3:2,故B错误;
C.反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比,所以达到平衡状态时,转化率相同,故C错误;
D.反应为可逆反应,物质不可能完全转化,如反应向逆反应分析进行,则c1>0,如反应向正反应分析进行,则c1<0.14mol•L-1,故有0<c1<0.14mol•L-1,故D正确;
故选:D.
下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.当可逆反应达到平衡状态时,各物质的浓度不再发生改变,反应达到化学反应限度,故A正确;
B.当可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为零,故B错误;
C.化学平衡为动态平衡,因正逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度都不再改变,故C错误;
D.化学平衡为动态平衡,当外界条件发生变化时,平衡发生移动,故D错误.
故选A.
(2015春•长葛市月考)有可逆反应A+B⇌2C,以相同的投料方式开始反应.在不同温度下经过相同一段时间,测得混合物中C的百分含量与温度关系如图所示,下述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据温度越高反应速率越快,达到平衡所用时间越短,则在T3时,混合物中C的百分含量达到最大值,说明反应达到平衡,故A错误;
B、在T3时,反应达到平衡升高温度,此后C的百分含量减小,说明平衡向逆反应方向移动,故逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,故B错误;
C、温度为T3→T4时,C%减小,是因为升高温度,化学平衡逆向移动,所以v正<v逆,故C正确;
D、在T3时,混合物中C的百分含量达到最大值,说明反应达到平衡,T3以后线上各点均是平衡点,故D正确;
故选CD.
在体积相同的两个密闭的容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:相同体积相同密度时,两容器气体的质量相等,且都由O元素组成,则O原子的质量、个数以及物质的量相等,则
A.O原子个数相等时,气体的物质的量之比为n(O2):n(O3)=3:2,由PV=nRT可知,两种气体的压强之比为3:2,故A错误;
B.同体积相同密度时,两容器气体的质量相等,故B错误;
C.O原子个数相等时,所含质子数相同,故C正确;
D.相同体积相同密度时,两容器气体的质量相等,且都由O元素组成,则O原子数目相等,分子数不同,故D错误.
故选C.
将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中,发生反应:H2NCOONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)在不同温度下,该反应平衡状态部分数据见表.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.T1时c(NH3)=0.1mol L-1,T2时c(NH3)=0.2mol L-1,若T2>T1,则升高温度平衡正向移动,而升高温度平衡向吸热的方向移动,所以该反应的△H>0,故A错误;
B.根据向容器中充入N2,没有引起各物质浓度的变化,速率不变,平衡不移动,故B错误;
C.反应混合气体只有氨气与二氧化碳,二者物质的量之比始终为2:1,所以NH3体积分数不变时,不能说明该反应达到平衡,故C错误;
D.由A选项得T1时c(NH3)=0.1mol L-1,T2时c(NH3)=0.2mol L-1,反应的物质的量之比等于化学计量数之比,所以H2NCOONH4转化的△n(T2)=2△n(T1),故D正确;
故选D.
(2016•铜鼓县二模)已知2A(g)+B(g)⇌n C(g),在密闭容器中进行,K(300℃)>K(350℃),某温度下,A的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、K(300℃)>K(350℃),说明降低温度平衡正向移动,正反应为放热反应,故A错误;
B、若反应温度升高,平衡逆向移动,所以A的转化率减小,故B错误;
C、温度不变,平衡常数不变,故C错误;
D、容器内气体的平均相对分子质量不变,气体的物质的量不变,说明反应达到化学平衡状态,故D正确;
故选D.
某温度下,反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H<0,在密闭容器中达到平衡,平衡时改变外界条件,使反应再次平衡,新平衡时,与原平衡相比变小了,则改变条件的可能有( )
正确答案
解析
解:A、保持容器的容积不变,升高了温度,则平衡会逆向进行,与原平衡相比变大了,故A错误;
B、保持容器压强和温度不变,向容器内补充了Ar(g),则会加大体积,相对于原平衡是减小了压强,平衡逆向移动,使得与原平衡相比变大了,故B错误;
C、保持容器容积和温度不变,向容器内补充了N2,则平衡会正向进行,与原平衡相比变小了,故C正确;
D、保持容器容积和温度不变,液化分离走部分NH3,平衡正向移动,但是氨气浓度减小的值要比氢气浓度减小的值更大,所以与原平衡相比变大了,故D错误;
故选C.
一定条件下,在容积为2L的密闭容器里加入一定物质的量的A和B,发生如下反应并建立平衡:A(g)+2B(g)⇌C(g)+2D(g) 测得平衡时各物质的浓度是:c(A)=0.3mol/L,c(B)=0.2mol/L,c(C)=0.15mol/L.最初向容器里加入A的物质的量是( )
正确答案
解析
解:依据化学平衡的三段式列式计算,设起始量A的物质的量浓度为x,B的物质的量浓度为y,则得到:
A(g)+2B(g)⇌C(g)+2D(g)
起始量(mol/L) x y 0 0
变化量(mol/L) 0.15 0.3 0.15 0.3
平衡量(mol/L) 0.3 0.2 0.15 0.3
最初向容器里加入A的物质的量浓度x=0.3mol/L+0.15mol/L=0.45mol/L;
最初向容器里加入A的物质的量为0.45mol/L×2L=0.9mol;
故选C.
在相同的条件下(500℃),有相同体积的甲、乙两容器,甲容器充入1g O2和1g SO2,乙容器充入2g O2和2g SO2.下列叙述中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、浓度越大反应速率越快,所以开始时化学反应速率:乙>甲,故A正确;
B、由于乙中的量是甲中的2倍,所以反应后乙中剩余的氧气多,所以平衡后O2的浓度:乙>甲,故B正确;
C、由于乙中的量是甲中的2倍,气体物质的量越大,压强越大,所以乙中相当于增大了压强,平衡正移,二氧化硫的转化率增大,所以平衡后SO2的转化率:乙>甲,故C正确;
D、由C选项可知,乙中二氧化硫的转化率大,所以乙中二氧化硫的体积分数小与甲中,故D错误;
故选D.
(2015秋•卢龙县期末)随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视.
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.为探究反应原理,现进行如下实验,
在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率 v (H2)=______mol/(L•min).
②该反应的平衡常数表达式为______.
③下列措施中能使 n(CH3OH)/n(CO2)增大的是______.
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1molCO2和3molH2
(2)①在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2.某种电化学装置可实现如下转化:2CO2═2CO+O2,CO可用作燃料.
已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-═O2↑+2H2O则阴极反应式为:______.
②有人提出,可以设计反应2CO═2C+O2(△H>0、△S<0)来消除CO的污染.请你判断是否可行并说出理由:______;______.
正确答案
解:(1)①利用三段式解题法计算
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)==0.225 mol•L-1•min-1,
故答案为:0.225;
②平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则K=,故答案为:K=
;
③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动,
A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;
B.充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故D错误.故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;
D.再充入1mol CO2和3mol H2,等效于在原来基础上缩小体积一半,压强增大,平衡向正反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确.
故答案为:CD.
(2)①总反应式为2CO2=2CO+O2,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,总反应式减去阳极反应式得阴极反应式,所以阴极反应为:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-,
故答案为:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-;
②反应2CO=2C+O2(△H>0、△S<0),则△G=△H-T•△S>0,反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行;
故答案为:不可行;该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行.
解析
解:(1)①利用三段式解题法计算
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),
开始(mol/L):1 3 0 0
变化(mol/L):0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol/L):0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)==0.225 mol•L-1•min-1,
故答案为:0.225;
②平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,则K=,故答案为:K=
;
③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动,
A.因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,故A错误;
B.充入He(g),使体系压强增大,但对反应物质来说,浓度没有变化,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,故D错误.故B错误;
C.将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方法移动,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正确;
D.再充入1mol CO2和3mol H2,等效于在原来基础上缩小体积一半,压强增大,平衡向正反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正确.
故答案为:CD.
(2)①总反应式为2CO2=2CO+O2,阳极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,总反应式减去阳极反应式得阴极反应式,所以阴极反应为:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-,
故答案为:2CO2+4e-+2H2O=2CO+4OH-;
②反应2CO=2C+O2(△H>0、△S<0),则△G=△H-T•△S>0,反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行;
故答案为:不可行;该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行.
(2015秋•黑龙江校级月考)在一固定容积的密闭容器中,放入2mol A和1mol B,在一定条件下发生下列反应:2A(g)+B(g)⇌n C(g)+2D(g)达平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强是原来的7/6倍,C的浓度是B浓度的2倍,则此反应中n值是( )
正确答案
解析
解:设消耗的B的物质的量是x,则
2A(g)+B(g)⇌n C(g)+2D(g)
初始物质的量:2 1 0 0
变化物质的量:2x x nx 2x
平衡物质的量:2-2x 1-x nx 2x
=2,
=
,
解得x=0.5,n=2.
故选C.
80℃时,2L 密闭容器中充入0.40mol N2O4,发生反应N2O4═2NO2△H=+Q kJ•mol-1(Q>0),获得如下数据:
下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该反应为吸热反应,温度升高,平衡向吸热的方向移动,即正反应方向移动,平衡常数K增大,故A错误;
B、20~40s 内,v(NO2)==
=0.004mol•L-1•s1,v(N2O4)=
v(NO2)=0.002mol•L-1•s1,故B错误;
C、浓度不变时,说明反应已达平衡,反应达平衡时,生成NO2的物质的量为0.30mol•L-1×2L=0.60mol,由热化学方程式可知生成2molNO2吸收热量QkJ,所以生成0.6molNO2吸收热量0.3QkJ,故C正确;
D、100s时再通入0.40mol N2O4,平衡状态相当于增大压强,平衡逆向移动,N2O4的转化率减小,故D错误;
故选C.
已知反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),在一定条件下,向2L密闭容器中充入一定物质的量的SO2和O2,2min时,测得n(SO3)=2mol,c(SO2)=0.5mol•L-1 ,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、起始时,n(SO2)=2mol+1mol=3mol,而不是2.5mol,故A错误;
B、平衡时应是反应物和生成物共存的体系,所以起始时氧气的物质的量大于1mol,则起始时,c(O2)>0.5mol•L-1,故B错误;
C、根据v==
=0.5mol•L-1•min-1,故C正确;
D、氧气的起始量不知,所以无法求转化率,故D错误;
故选C.
在恒温恒容下,对反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量如下表:
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )
正确答案
解析
解:甲和乙均只有反应物,不需转化,对丙和丁进行“一边倒”转化,
假设丙、丁中的CO、H2O(g)全部转化为CO2、H2,则:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
丙开始时 0mol 0mol 2amol 2amol
丙假设全转化 2amol 2amol 0mol 0mol
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
丁开始时 amol 0mol amol amol
丁假设全转化 2amol amol 0mol 0mol
经转化后,乙、丁的起始浓度一样,为等效平衡,平衡时CO的物质的量相等,
丙相当于在乙平衡的基础上,再加入amol氢气,平衡向正反应移动,故CO的物质的量:丙>乙,
乙相当于在甲平衡的基础上,再加入amol CO2,平衡向正反应移动,故CO的物质的量:乙>甲,
综上所述,CO的物质的量:丙>乙=丁>甲,
故选A.
对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、化学反应达到平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知4v正(O2)=5v逆(NO),故A正确;
B、若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则只表明反应正向进行,不能体现正逆反应速率相等,故B错误;
C、达到化学平衡时,若增加容器体积,则物质的浓度减小,正逆反应速率均减小,故C错误;
D、化学反应中反应速率之比等于化学计量数之比,根据化学方程式可知3v正(NH3)=2v逆(H2O)成立,故D错误;
故选A.
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