- 化学平衡
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一定温度下,在一固定体积的密闭容器中,可逆反应A(s)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡时,下列说法正确的是( )
①C的生成速率和C的分解速率相等 ②单位时间内生成a mol A,同时生成3a mol B
③气体密度不再变化 ④混合气体的总压强不再变化 ⑤A、B、C物质的量之比为1:3:2
⑥混合气体的平均相对分子质量不变 ⑦容器中C的体积分数不变.
正确答案
解析
解:A(S)+3B(g)⇌2C(g)
①C的生成速率与C的分解速率相等,故正逆反应速率相等,故①正确;
②单位时间内a mol A生成是逆反应,同时3a molB是逆反应,未体现正与逆的关系,故②错误;
③密度=,气体的总质量会变,体积不变,故气体密度不再变化可作为判断是否达到平衡状态的依据,故③正确;
④反应前后气体的体积不等,故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故④正确;
⑤平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率,故A、B、C的物质的量比为1:3:2不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故⑤错误;
⑥平均相对分子质量=,总质量会变,总物质的量也会变,故混合气体的平均相对分子质量不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故⑥正确;
⑦容器中C的体积分数不变,说明各物质的量不变,达平衡状态,故⑦正确;说法正确的是①③④⑥⑦,
故选B.
(2015秋•德阳校级月考)对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.单位时间内生成2molSO3的同时消耗了1molO2,表示的都是正反应,无法判断正逆反应速率是否相等,则无法判断是否达到平衡状态,故A错误;
B.升高温度反应速率增大,则达到平衡的时间减小;由于该反应是放热反应,平衡向着逆向移动,V(逆)大于V(正),故B错误;
C.温度和容器的体积不变条件下,起始加入2molSO2和1molO2,平衡后加入2molSO2和1molO2,重新达平衡时相当于在增大了压强,平衡向着正向移动,则达到平衡时二氧化硫的体积分数减小,故C正确;
D.反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数表达式为:K=,故D错误;
故选C.
将一定量的S02和含0.7mol氧气的空气(忽略C0)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:2SO2+O22SO3(正反应放热).反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收02,气体的体积又减少了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积).(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是______.(填字母)
a.S02和S03浓度相等 b.S02百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变 d.S02的生成速率与SO2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是______.(填字母)
a.向装置中再充入N2 b.向装置中再充入02
c.改变反应的催化剂 d.升高温度
(3)该反应达到平衡时S02的转化率______(用百分数表示).
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀______克.
正确答案
解:(1)a.可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等,与二氧化硫的起始浓度以及转化率有关,故错误;
b.可逆反应达到平衡状态时,各物质的百分含量不变,SO2百分含量保持不变,说明到达平衡状态,故正确;
c.随反应进行气体的物质的量减小,恒温恒容下,容器内气体压强减小,当容器中气体的压强不变,说明到达平衡状态,故正确;
d.SO2的生成速率与SO2的消耗速率相等,说明到达平衡状态,故正确;
e.混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以密度始终不变,不能说明到达平衡状态,故错误;
故选bcd;
(2)a.向装置中再充入N2,反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,所以不能提高转化率,故错误;
b.向装置中再充入O2,氧气浓度增大,平衡向正反应方向移动,提高了二氧化硫的转化率,故正确;
c.改变反应的催化剂只改变反应速率,不改变平衡,所以不能提高二氧化硫的转化率,故错误;
d.升高温度,平衡向逆反应方向移动,降低了二氧化硫的转化率,故错误;
故选b;
(3)混合气体通过过量NaOH溶液时,减少的气体是二氧化硫和三氧化硫,所以三氧化硫和未参加反应的二氧化硫的体积是21.28L,剩余氧气的体积是5.6L,则参加反应的氧气的体积=0.7mol×22.4L/mol-5.6L=10.08L,根据二氧化硫、三氧化硫和氧气的关系式知,参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L,生成三氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L,则未参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=21.28L-20.16L=1.12L,原来二氧化硫的体积=20.16L+1.12L=21.28L,所以二氧化硫的转化率=×100%=94.7%,故答案为:94.7%.
(4)能和氯化钡溶液反应生成沉淀的物质只有三氧化硫,若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,能和氯化钡溶液反应的三氧化硫的物质的量是×5%=0.045mol,根据硫原子守恒知,硫酸钡的质量=0.045mol×233g/mol=10.5g,
故答案为:10.5.
解析
解:(1)a.可逆反应到达平衡时SO2和SO3浓度不一定相等,与二氧化硫的起始浓度以及转化率有关,故错误;
b.可逆反应达到平衡状态时,各物质的百分含量不变,SO2百分含量保持不变,说明到达平衡状态,故正确;
c.随反应进行气体的物质的量减小,恒温恒容下,容器内气体压强减小,当容器中气体的压强不变,说明到达平衡状态,故正确;
d.SO2的生成速率与SO2的消耗速率相等,说明到达平衡状态,故正确;
e.混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以密度始终不变,不能说明到达平衡状态,故错误;
故选bcd;
(2)a.向装置中再充入N2,反应物和生成物的浓度不变,平衡不移动,所以不能提高转化率,故错误;
b.向装置中再充入O2,氧气浓度增大,平衡向正反应方向移动,提高了二氧化硫的转化率,故正确;
c.改变反应的催化剂只改变反应速率,不改变平衡,所以不能提高二氧化硫的转化率,故错误;
d.升高温度,平衡向逆反应方向移动,降低了二氧化硫的转化率,故错误;
故选b;
(3)混合气体通过过量NaOH溶液时,减少的气体是二氧化硫和三氧化硫,所以三氧化硫和未参加反应的二氧化硫的体积是21.28L,剩余氧气的体积是5.6L,则参加反应的氧气的体积=0.7mol×22.4L/mol-5.6L=10.08L,根据二氧化硫、三氧化硫和氧气的关系式知,参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L,生成三氧化硫的体积=10.08L×2=20.16L,则未参加氧化还原反应的二氧化硫的体积=21.28L-20.16L=1.12L,原来二氧化硫的体积=20.16L+1.12L=21.28L,所以二氧化硫的转化率=×100%=94.7%,故答案为:94.7%.
(4)能和氯化钡溶液反应生成沉淀的物质只有三氧化硫,若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,能和氯化钡溶液反应的三氧化硫的物质的量是×5%=0.045mol,根据硫原子守恒知,硫酸钡的质量=0.045mol×233g/mol=10.5g,
故答案为:10.5.
可逆反应N2+3H2⇌2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示.下列关系中能说明反应已达到平衡状态的是( )
正确答案
解析
解:因化学反应达到平衡时,正逆反应速率相等(同种物质)或正逆反应速率之比等于系数之比(不同物质).
A、无论该反应是否达到平衡状态,都有3v正(N2)=v正(H2),故A错误;
B、反应达到平衡状态时,v正(N2)与v正(NH3)可能相对也可能不等,与初始浓度与转化率有关,故B错误;
C、反应达到平衡状态时,v正(H2):v逆(NH3)=3:2,故C错误;
D、反应达到平衡状态时,v正(N2):v逆(H2)=1:3,故D正确;
故选D.
在一定温度下,将等物质的量的CO和水蒸气通入恒容密闭容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),一段时间后反应达到平衡.对该平衡状态描述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、化学反应达到平衡状态时,同一物质的正逆反应速率相等,但不等于0,故A错误;
B、化学反应达到平衡状态时,各个组分的浓度不随时间的变化而变化,即各组分的浓度保持一定,故B正确;
C、化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但是均不为零,故C错误;
D、化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,故D错误.
故选B.
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