- 化学反应条件的控制
- 共213题
一定条件下，发生如下反应：A（g）+2B（g）⇌xC（g）+D（g）△H＜0，x为正整数）．
（1）450℃时，向甲、乙两容积均为1L的恒容容器中，分别充入2molA、4molB和1molA、2molB，测得容器内c（A）
随时间变化如图所示．
①x的值为______；（以下各题均用此数据）平衡常数表达式K=______．
②甲容器内从起始到平衡时，反应速率v（B）______mol/（L•s）．
③若向甲容器中再充入2molA、4molB，则达平衡时，A的物质的量浓度的范围：______＜c（A）＜______．
（2）对（1）反应中达到平衡后的乙容器，升温至600℃时，此时K值应______（填“增大”或“减小”或“不变”）．
（3）根据
题意，下列曲线符合变化规律的是______．
（4）450℃时甲容器中，判断该反应达到化学平衡状态的依据是______．
A．容器中压强不变 B．v （B）（正）=2v（C）（逆）
C．容器中密度不变 D．c （A）=c（D）
正确答案
（1）①450℃时，向甲、乙两容积均为1L的恒容容器中，分别充入2molA、4molB和1molA、2molB，由图可知，起始c（A）=2mol/L时，转化率为
故答案为：1；
②由图可知，A的反应速率为
故答案为：
③因体积、温度不变，向甲容器中再充入2molA、4molB，则平衡正向移动，A的浓度大于原浓度时浓度，小于原平衡浓度的2倍，即0.78mol/L＜c（A）＜1.56mol/L，
故答案为：0.78mol/L；1.56mol/L；
（2）该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则由450℃升高为600℃，平衡逆向移动，K减小，故答案为：减小；
（3）A．升高温度，正逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，与图象一致，故A正确；
B．增大压强，平衡正向移动，正反应速率越大时，A的转化率越大，与图象一致，故B正确；
C．温度越大，平衡逆向移动，A的含量越大，与图象不符，故C错误；
D．温度高，反应速率大，时间少，且温度越大，平衡逆向移动，C的含量少，与图象一致，故D正确；
故答案为：ABD；
（4）A．该反应为反应前后压强不等的反应，则容器中压强不变，反应达到平衡，故A正确；
B．v （B）（正）=2v（C）（逆）=2v（C）（逆），C的正逆反应速率相等，反应达到平衡，故B正确；
C．因气体的总质量不变，体积不变，则容器中密度不变，不能利用密度判断平衡，故C错误；
D．c （A）=c（D）取决于起始浓度和转化率，不能利用其判断平衡，故D错误；
故选AB．
过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源．其中一种方案就是将CO2转化为可再生燃料甲醇（CH3OH）．其化学方程式为：
请填空：
（1）写出上述反应的平衡常数表达式______：
（2）在容积为2L的密闭容器中，用一定量的二氧化碳和一定量氢气在一定条件下合成甲醇，实验结果如图所示．下列说法正确的是______（填序号）
A．在300℃，从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v（CH3OH）=
B．反应体系从300℃升温到500℃，平衡常数K变化大
C．该反应的正反应为放热反应
D．处于C点的反应体系从300℃升高到500℃，
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，该反应的热化学方程式为：______．
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极应加入或通入的物质是______；正极的电极反应式：______．
正确答案
（1）根据K=生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，得出K=
（2）A、化学反应速率等于单位时间内物质浓度的变化量，甲醇的平均反应速率v（CH3OH）=
B、根据图示信息：升高温度，甲醇的物质的量减少，所以反应逆向进行，即反应是放热反应，对于放热反应，升高温度，平衡常数减小，故B错误；
C、根据图示信息：升高温度，甲醇的物质的量减少，所以反应逆向进行，即反应是放热反应，故C正确；
D、C点时反应达到平衡状态，升高温度，对于该放热反应，平衡逆向进行，所以
故选CD．
（3）16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，则1mol 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出725.8kJ的热量，即热化学方程式为：
CH3OH（l）+
（4）甲醇为原料的燃料电池中，燃料甲醇为负极，发生失电子的氧化反应，氧气是正极，发生得电子得还原反应，根据所给试剂，只能选择氢氧化钠为电解质，在碱性环境下，氧气的放电情况为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：甲醇；O2+2H2O+4e-=4OH-．
一定条件下铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g）；△H＞0
（1）一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示，求8分钟内CO的平均反应速率v（CO）=______．
（2）下列措施中能使平衡时c（CO）/c（CO2）增大的是______（填序号）．
A．升高温度 B．增大压强 C．充入一定量氮气 D．再加入一些铁粉
（3）反应达到平衡后，若保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，则CO2的转化率将______（填“增大”、“减小”、“不变”）
（4）铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛．
①FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，可得含FeCO3的浊液．若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，固体表面会变为红褐色，写出由FeCO3生成红褐色物质的反应的化学方程式：______．
②高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂．高铁酸钠生产方法之一是：强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物，该反应的离子方程式为______．
（5）已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol；2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol．写出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的热化学方程式______．
正确答案
（1）8min内，CO的平均反应速率v（CO）=
（2）A．该反应正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应进行，c（CO）增大c（CO2）减小，所以 c（CO）/c（CO2）的值增大，故A正确；
B．该反应反应前后气体的体积不变，增大压强平衡不移动，c（CO）/c（CO2）的值不变，故B错误；
C．恒温恒容，充入一定量氮气，c（CO）、c（CO2）不变，平衡不移动，c（CO）/c（CO2）的值不变，故C错误；
D．铁粉为固体，浓度为定值，增加铁粉的用量，不影响平衡，c（CO）/c（CO2）的值不变，故D错误；
故答案为：A；
（3）保持容器体积不变时，再通入一定量的CO2，可等效为开始一次性加入CO2，压强增大，反应前后气体体积不变，平衡不移动，CO2转化率不变，
故答案为：不变；
（4）①FeCO3浊液长时间暴露在空气中，水解氧化生成氢氧化铁和二氧化碳，反应方程式为4FeCO3+O2+6H2O═4Fe（OH）3+4CO2，
故答案为：4FeCO3+O2+6H2O═4Fe（OH）3+4CO2；
②强碱性溶液中用NaClO氧化Fe（OH）3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物，根据电荷守恒、电子转移守恒、原子守恒可知另一种常见化合物含有H元素，应为水，
离子方程式为2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O，
故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O；
（5）已知：①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol；
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol．
根据盖斯定律①-②得2CO（g）+2H2O（g）═2CO2（g）+2H2（g）△H=-82.4 kJ/mol，
即CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.2 kJ/mol，
故答案为：CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.2 kJ/mol．
一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示．回答下列问题：
（1）反应开始到10s，用Z表示的反应速率为______；
（2）反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了______；
（3）反应开始到10s时，Y的转化率为______；
（4）反应的化学方程式为______．
正确答案
（1）反应开始到10s，用Z表示的反应速率为：v=
故答案为：0.079mol/（L•s）；
（2）反应开始到10s，X的物质的量浓度减少的量为：△c=
（3）反应开始到10s时，Y的转化率为
（4）由图象可以看出X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，
化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比，
则有Y：X：Z=（1.20mol-0.41mol）：（1.0mol-0.21mol）：1.58mol=1：1：2，则反应的化学方程式为X+Y
2Z，故答案为：X+Y
2Z．
在20L恒容的密闭容器中，加入3molSO3（g）和1mol氧气，在某温度下使其反应，反应至4min时，氧气的浓度为0.06mol/L，当反应到8min时，反应到达平衡．
（1）0min-4min内生成O2的平均速率v（O2）=______mol/（L•min）
（2）整个过程中，各物质的浓度与时间关系如图所示，则该温度下的平衡常数
K=______
（3）若起始时按下表数据投料，相同温度下达到平衡时，三氧化硫浓度大于0.05mol/L的是______，此时的平衡常数与（2）小题比较______（填“大于”、“小于”或“等于”）
（4）物质的浓度不再改变标志该反应已达平衡，下列还可以说明该反应已达平衡的是______（填序号）
①体系内压强不再改变
②容器内气体的密度不再改变
③混合气体的平均分子量不再改变
④V正（SO3）=2V逆（O2）
⑤n（SO3）：n（O2）：n（SO2）=2：1：2．
正确答案
（1）根据反应速率之比等于化学计量数之比，则有v（O2）=2v（SO3）=2×
（2）k=
（3）A、因反应为可逆反应，2molSO2不可能完全转化为SO3，所以相同温度下达到平衡时，三氧化硫浓度小于0.05mol/L；
B、相当于在原来的基础上加入1.5mollSO2，抑制平衡向这反应方向移动，所以相同温度下达到平衡时，三氧化硫浓度大于0.05mol/L；
C、只存在反应物，平等向生成SO2的方向进行，达到平衡时，三氧化硫浓度小于0.05mol/L；
D、6molSO2和5molO2相当于6molSO3和2molO2，相当于在原来的基础上缩小体积，平衡向生成SO3的方向移动，则达到平衡时，三氧化硫浓度大于0.05mol/L；
因反应在相同温度下进行，则平衡常数相同，
故答案为：BD，等于；
（4）①因反应前后气体的计量数之和不相等，则体系内压强不再改变说明达到平衡状态；
②，因容器的体积不变，气体的总质量不变，则无论是否达到平衡状态，容器内气体的密度都不改变，不能用来判断是否达到平衡状态；
③反应前后气体的质量不变，如达到平衡状态，则混合气体的平均分子量不再改变，说明达到平衡状态；
④达到平衡时，正逆反应速率相等，V正（SO3）=2V逆（O2），说明达到平衡状态；
⑤因初始物质的物质的量没有明确，则n（SO3）：n（O2）：n（SO2）=2：1：2，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，
故答案为：①③④．
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