- 化学平衡
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一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),其正反应放热.现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1mol CO和1mol H2O,在Ⅱ中充入1mol CO2和1mol H2,在Ⅲ中充入2mol CO 和2mol H2O,700℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.两个容器中平衡建立的途径不相同,无法比较反应速率建立平衡途径不同,无法比较反应速率,故A错误;
B.Ⅰ、Ⅲ两个容器恒容绝热,反应物的量不同反应的热效应不同,所以平衡常数K不同,故B错误;
C.由于正反应是放热反应,容器Ⅰ中反应从正方向开始,随着反应的进行温度在升高,而温度升高会使平衡逆向移动,抑制了CO的转化,容器Ⅱ中反应从逆向开始,随着反应的进行温度在降低,会使平衡正向移动,促进了CO的转化,因此容器Ⅰ中CO的转化率比容器Ⅱ中的小,平衡时容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多,故C正确;
D.如果温度相同时,容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1,因为容器绝热,容器Ⅱ中所到达的平衡状态,相当于在容器Ⅰ中的基础上降低温度,平衡向正反应移动,二氧化碳的转化率比两容器相同温度时容器Ⅱ中CO2的转化率低,所以容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,故D错误.
故选C.
温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5,反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见下表:
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由表中数据可知50s内,△n(PCl3)=0.16mol,v(PCl3)==0.0016mol/(L•s),故A错误;
B、由表中数据可知,平衡时n(PCl3)=0.2mol,保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11 mol/L,则n′(PCl3)=0.11 mol/L×2L=0.22mol,说明升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,即△H>O,故B错误;
C、对于可逆反应:PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g),
开始(mol/L):0.5 0 0
变化(mol/L):0.1 0.1 0.1
平衡(mol/L):0.4 0.1 0.1
所以平衡常数k==0.025,
起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2,起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L,浓度商Qc==0.02,Qc<K,说明平衡向正反应方向移动,反应达平衡前v(正)>v(逆),故C正确;
D、等效为起始加入2.0molPCl5,与原平衡相比,压强增大,平衡向逆反应方向移动,平衡时的PCl5转化率较原平衡低,故平衡时PCl3的物质的量小于0.4mol,即相同温度下,起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,达到平衡时,PCl3的物质的量小于0.4mol,参加反应的PCl3的物质的量大于1.6mol,故达到平衡时,PCl3的转化率高于=80%,故D错误;
故选C.
在一个密闭绝热容器(W)中,进行如下两个可逆反应:①A(g)+2B(g)⇌3C(g)+D(s)△H1>0,②xM(g)+N(g)⇌3Q(g)△H2.反应①中各物质与反应②中各物质均不发生反应.在某容器里只进行反应②,M的转化率与温度、压强的关系如图所示.下列对W容器中进行的反应推断合理的是( )
正确答案
解析
解:Ⅰ、在某容器中进行反应②时,测得M的转化率与温度,压强关系如图所示,依据”定一议二“和“先拐先平”温度、压强高,结合反应特征和M的转化率变化分析判断
反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比;
Ⅱ、因为W容器中反应①是吸热反应,绝热容器中,反应①正向进行,温度降低反应②正向进行,平衡常数增大,所以反应②是放热反应;若向容器W中再充入N,反应②正向进行,放热反应放出热量,促进反应①正向进行,A转化率增大,C的物质的量增大,
A、①△G>0,△H>0,高温下能自发,而反应②、①△G>0,△H<0,一定能自发,故A错误;
B、在某容器中进行反应Ⅱ时,测得M的转化率与温度,压强关系如图所示,依据”定一议二“和“先拐先平”温度、压强高,图象变化可知温度相同,压强越大,M转化率越小,说明平衡逆向进行,逆向是气体体积减小的反应,x+1<3,x<2,化学方程式计量数为整数1,容器W内温度保持不变时反应达到平衡状态,C的正反应速率等于逆反应速率,反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比,得到v正(B):v逆(C)═2:3,故B正确;
C、若向容器W中再充入N,反应②正向进行,放热反应放出热量,促进反应①正向进行,A转化率增大,C的物质的量增大,故C错误;
D、反应①是吸热反应,升高温度,平衡常数增大;反应②是放热反应,升高温度,平衡常数减小,故D错误;
故选B.
一定温度时,向2.0L恒容密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2,发生反应:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g).经过一段时间后达到平衡.反应过程中测定的部分数据见下表:
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、三氧化硫表示的反应速率v==
=
mol•L-1•s-1,化学反应速率之比等于系数之比,氧气的平均速率为
×
mol•L-1•s-1,故A错误;
B、保持其他条件不变,体积压缩到1.0L,平衡常数不变,故B错误;
C、相同温度下,起始时向容器中充入4mol SO3,根据极限转化的思想,向容器中充入4mol SO3,相当于投入4mol二氧化硫和2mol氧气,增加二氧化硫的量,会降低其转化率,故C错误;
D、温度不变,向该容器中再充入2mol SO2、1mol O2,增大了压强,平衡正向移动,三氧化硫的物质的量增加,氧气的物质的量减小,所以比值增大,故D正确.
故选D.
一定条件下,若 N2、H2、NH3起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),当达平衡时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.08mol/L,则下列判断不合理的是( )
正确答案
解析
解:A、“达平衡时X、Y的浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L”,则浓度之比是1:3;反应中无论是消耗它们还是生成它们,变化浓度之比肯定也是1:3;末态浓度加消耗掉浓度,所以,起始时也一定是1:3,故A正确;
B、如上A所述,X、Y的起始浓度之比是1:3,消耗浓度之比一定是1:3,所以它们的转化率相等,故B错误;
C、H2的生成速率是V逆,NH3的生成速率是V正,同一个反应速率用不同的物质表示时,数值与它们的系数成正比,所以H2和NH3的生成速率之比为3:2才表示V正=V逆,故C正确;
D、如果起始时c3=0,则平衡时NH3的浓度0.08mol/L,就是反应生成的,这需要0.04mol/L的N2,平衡时N2的浓度为0.1mol/L,所以起始时就应该是0.1+0.04=0.14 mol/L,但是题目已知起始时NH3的浓度不等于0,C1的取值范围为0.04mol•L-1<C1<0.14mol•L-1,故D正确.
故选B.
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