- 化学平衡
- 共1514题
恒温恒容下2.5mol A气体和2mol B气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(s).2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.5mol B,并测得C的浓度为0.75mol•L-1.从开始反应至达到平衡状态,体系与环境的热交换为72kJ,且该反应的平衡常数与温度的关系如图所示.
(1)从开始反应至达到平衡状态,用A表示的平均反应速率为v(A)=______;
(2)x=______,该温度下反应的平衡常数为______;
(3)该反应的△H=______;
(4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是______(填选项代号);
A.压强不再变化 B.气体密度不再变化
C.v逆(A)=2v正(B) D.v正(A)=v正(D)
(5)若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A气体和2mol B气体,在相同温度下达到新的平衡时,A的物质的量n(A)=______mol;
(6)欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等,起始加入的A、B物质的量n(A)、n(B)之间应满足的关系为______(起始不加入C和D物质).
正确答案
解:(1)=
=0.125mol/(L.min),同一可逆反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,则
=0.125mol/(L.min)×2=0.25mol•L-1•min-1,
故答案为:0.25mol•L-1•min-1;
(2)C的平均反应速率==0.375mol/(L.min),同一可逆反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,
=0.125mol/(L.min):0.375mol•L-1=1:3,B的计量数是1,则C的计量数是3;
平衡时,A的浓度==0.75mol/L,B的浓度=
=0.75mol/L,
化学平衡常数K==
=1,
故答案为:3; 1;
(3)升高温度,化学平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应是放热反应,0.5mol的B参加反应放出72kJ能量,则1molB参加反应放出144kJ能量,所以△H=-144 kJ/mol,
故答案为:-144 kJ/mol;
(4)A.该反应前后气体计量数之和不变,则压强始终不变,所以不能根据压强判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
B.该反应前后气体计量数之和不变,但气体的质量改变,所以反应前后气体的密度改变,当气体密度不变时,该反应达到平衡状态,故正确;
C.当v逆(A)=2v正(B)时,A的正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故正确;
D.D是固体,固体没有浓度,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
故选BC;
(5)该反应前后气体计量数之和不变,则压强对化学平衡无影响,若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A气体和2mol B气体,再次达到平衡状态时,温度不变,则A的转化率不变,则在原温度下达新的平衡,
A的物质的量是原来的2倍,第一次平衡时,剩余的物质的量为1.5mol,则再次达到平衡状态时,剩余A的物质的量为3mol,故答案为:3;
(6)恒温恒容下,该反应前后气体的体积不变,按化学计量数转化到左边,满足n(A):n(B)=2.5:2=5:4即可,故答案为:.
解析
解:(1)=
=0.125mol/(L.min),同一可逆反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,则
=0.125mol/(L.min)×2=0.25mol•L-1•min-1,
故答案为:0.25mol•L-1•min-1;
(2)C的平均反应速率==0.375mol/(L.min),同一可逆反应中,同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,
=0.125mol/(L.min):0.375mol•L-1=1:3,B的计量数是1,则C的计量数是3;
平衡时,A的浓度==0.75mol/L,B的浓度=
=0.75mol/L,
化学平衡常数K==
=1,
故答案为:3; 1;
(3)升高温度,化学平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应是放热反应,0.5mol的B参加反应放出72kJ能量,则1molB参加反应放出144kJ能量,所以△H=-144 kJ/mol,
故答案为:-144 kJ/mol;
(4)A.该反应前后气体计量数之和不变,则压强始终不变,所以不能根据压强判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
B.该反应前后气体计量数之和不变,但气体的质量改变,所以反应前后气体的密度改变,当气体密度不变时,该反应达到平衡状态,故正确;
C.当v逆(A)=2v正(B)时,A的正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故正确;
D.D是固体,固体没有浓度,所以不能据此判断该反应是否达到平衡状态,故错误;
故选BC;
(5)该反应前后气体计量数之和不变,则压强对化学平衡无影响,若向原平衡混合物的容器中再充入2.5mol A气体和2mol B气体,再次达到平衡状态时,温度不变,则A的转化率不变,则在原温度下达新的平衡,
A的物质的量是原来的2倍,第一次平衡时,剩余的物质的量为1.5mol,则再次达到平衡状态时,剩余A的物质的量为3mol,故答案为:3;
(6)恒温恒容下,该反应前后气体的体积不变,按化学计量数转化到左边,满足n(A):n(B)=2.5:2=5:4即可,故答案为:.
某温度时,在体积为1L的密闭容器中,A、B、C三种气体浓度的变化如图I所示,若其它条件不变,当温度分别为Tl和T2时,B的体积百分含量与时间关系如图Ⅱ所示.则下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据图ⅠA浓度减小了(0.5-0.3)mol/L=0.2mol/L,B浓度减小了(0.7-0.1)mol/L=0.6mol/L,所以A、B为反应物,C的浓度增加了0.4mol/L,所以C为生成物,它们的变化量之比为0.2:0.6:0.4=1:3:2,反应中各物质计量数之比等于物质的浓度的变化量之比,写出化学方程式为A(g )+3B(g)⇌2C(g),根据图Ⅱ可知,T1>T2,高温时B的体积分数大,平衡逆向移动,所以该反应的正反应为放热反应△H<0,故A错误;
B、恒容条件下通稀有气体,反应中的各物质的浓度不变,所以平衡不移动,故B错误;
C、减小体积平衡向体积减小的方向移动,根据反应A(g )+3B(g)⇌2C(g)可知,平衡向正反应方向移动,故C错误;
D、升高温度正逆反应速率均增大,该反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,故D正确;
故选D.
(2015秋•黑龙江校级期末)相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.6kJ/mol.实验测得起始、平衡时的数据如表:下列叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、平衡常数只与温度有关,相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生相同的反应,则平衡常数应相同,故A正确;
B、①容器中放出23.15kJ热量,则生成氨气的物质的量为:=0.5mol,利用三段式法计算:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=一92.6kJ/mol
起始:1mol 3mol 0
转化:0.25mol 0.75mol 0.5mol
平衡:0.75mol 2.25mol 0.5mol
平衡时,①容器中NH3的体积分数等于气体的物质的量分数=
,
从等效平衡的角度分析,0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3相当于1molN2、3molH2,在相同条件下处于相同平衡状态,所以平衡时两个容器内氨气的体积分数相等,故B正确;
C、②中含有0.2molNH3相当在①的基础上加入氨气,抑制平衡正向移动,则平衡时放出的热量小于23.15kJ,故C错误;
D、若容器①体积为0.5L,相当于在原来的基础上减小压强,平衡逆向移动,平衡时放出的热量小于23.15kJ,故D正确.
故选C.
反应:①PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g) ②2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) ③2NO2(g)⇌N2O4(g)在一定条件下,达到化学平衡时,反应物的转化率均是 a%.若保持各反应的温度和容器的体积都不改变,分别再加入一定量的各自的反应物,则转化率( )
正确答案
解析
解:若保持各自的温度、体积不变,分别加入一定量的各自的反应物,可以等效为将原来的容器缩小体积,实际上增大的反应体系的压强,
①该反应是一个反应前后气体体积增大的可逆反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,所以转化率减小;
②该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应,增大压强,平衡不移动,所以转化率不变;
③该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,所以转化率增大,
故选C.
在一定条件下,将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2L密闭容器中发生下述反应:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g);5min末达到平衡,有关数据如表.
下列判断不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若升高温度,反应的平衡常数减小,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,故A错误;
B、根据v=求得PCl5的速率为
mol•L-1•min-1=0.08mol•L-1•min-1,利用速率之比等于计量数之比求得PCl3的速率为0.08mol•L-1•min-1,故B正确;
C、平衡时△c(PCl5)=0.4mol/L,根据方程式可知△c(Cl2)=0.4mol/L,△n(Cl2)=0.4mol/L×2L=0.8mol,故平衡时Cl2的物质的量为1mol/L×2L-0.8mol=1.2mol,故C正确;
D、平衡后移走2.0mol PCl3和1.0mol Cl2,就相当于起始物质的量为原来的一半,由于容器体积不变,所以新平衡时压强减小,平衡逆向移动,PCl5的浓度小于原来的一半,故D正确;
故选A.
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