- 化学平衡
- 共20016题
在一定温度下,将2mol SO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中,在催化剂作用下发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g);△H=-197kJ•mol-1,当达到化学平衡时,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、可逆反应存在反应限度,反应物不可能完全转化为生成物,当正逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,所以将2mol SO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中,SO2和 O2不可能完全转化为三氧化硫,故A错误.
B、在化学反应中各元素的原子遵循原子守恒,所以化学平衡时二氧化硫和三氧化硫中硫原子的物质的量等于反应初始时二氧化硫的质量,故B正确.
C、可逆反应存在反应限度,反应物不可能完全转化为生成物,当正逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,所以将2mol SO2和1mol O2充入一定容积的密闭容器中,SO2和 O2不可能完全转化为三氧化硫,放出的能量小于197kJ,故C错误.
D、在化学反应中各元素的原子遵循原子守恒,平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时二氧化硫和氧气中氧原子的物质的量,为6mol,故D错误.
故选B.
298K时,合成氨反应的反应热△H=-92.4kJ•mol-1.在该温度下,取1mol N2和3mol H2放在一个密闭的容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的热量总是小于92.4kJ.其原因是______.
正确答案
解:热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮气(g)与3mol氢气(g)生成2mol氨气(g)反应的热量为92.4kJ,由于该反应是可逆反应,加入1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ,
故答案为:该反应是可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ.
解析
解:热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮气(g)与3mol氢气(g)生成2mol氨气(g)反应的热量为92.4kJ,由于该反应是可逆反应,加入1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ,
故答案为:该反应是可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,所以放出的热量总是小于92.4kJ.
在密闭容器中进行如下反应:A2(g)+B2(g)⇌2D(g),已知A2、B2、D的起始浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
正确答案
解析
解:若反应向正反应进行到达平衡,A2、B2的浓度最小,D的浓度最大,假定完全反应,则:
根据方程式:A2(g)+B2(g)⇌2D(g),
开始(mol/L):0.2 0.3 0.2
变化(mol/L):0.2 0.2 0.4
平衡(mol/L):0 0.1 0.6
若反应向逆反应进行到达平衡,A2、B2的浓度最大,D的浓度最小,假定完全反应,则:
根据方程式 A2(g)+B2(g)⇌2D(g),
开始(mol/L):0.2 0.3 0.2
变化(mol/L):0.1 0.1 0.2
平衡(mol/L):0.3 0.4 0
由于为可能反应,物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c(A2)<0.3,0.1<c(B2)<0.4,0<c(D)<0.6,但是B、D物质的量不可能同时减少.
故B正确、ACD错误.
故选:B.
将纯净的N2和H2按体积比2:3混合后,缓缓通入一个正在加热的装有足量催化剂的硬质玻璃管(发生反应:N2+3H2=2NH3),在硬质玻璃管的另一端收集到的气体是( )
正确答案
解析
解:合成氨为可逆反应,发生反应:N2+3H2⇌2NH3,所以最后收集的气体为NH3、H2和N2和混合气体,故ABC错误,D正确.
故选:D.
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-112kJ/mol.在一密闭容器中充入1.0mol NO和足量氧气,充分反应后放出的热量为( )
正确答案
解析
解:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H=-112kJ/mol,表示2molNO和1mol氧气完全反应生成2mol二氧化氮的过程放出112kJ的能量,在一密闭容器中充入1.0mol NO和足量氧气,所以1molNO不能完全消耗,即放出的热量小于56kJ.
故选C.
在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 测得开始时,SO2、O2、和SO3的浓度分别为0.2mol∙L-1、0.1mol∙L-1、0.2mol∙L-1,在反应过程中不断测该容器中各物质的浓度,下列测定数据肯定不正确的是( )
正确答案
解析
解:该题2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是一个可逆反应.假设SO2(g)和O2(g)全部转化为SO3(g).
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
初始 0.2mol∙L-1 0.1mol∙L-1 0.2mol∙L-1
变化 0.2mol∙L-1 0.1mol∙L-1 0.2mol∙L-1
终了 0 0 0.4mol∙L-1
假设SO3(g)全部转化为SO2(g)和O2(g)
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
初始 0.2mol∙L-1 0.1mol∙L-1 0.2mol∙L-1
变化 0.2mol∙L-1 0.1mol∙L-1 0.2mol∙L-1
终了 0.4mol∙L-1 0.2mol∙L-1 0
该反应是一个可逆反应,无论向正反应方向进行还是向逆反应方向进行.实际不可能100%转化.
综上情况可知:0<n(SO2)<0.4mol∙L-1 ;0<n(O2)<0.2mol∙L-1 ;0<n(SO3)<0.4mol∙L-1 .
A.O2为0.15mol∙L-1 在范围内,不符合条件,故A不选;
B.SO2为0.25mol∙L-1在范围内,不符合条件,故B不选;
C.SO3为0.4mol∙L-1 不在范围内,故C测定数据肯定不正确,故C选;
D.O2、SO3的浓度相等,需平衡向逆反应方向进行:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
初始 0.2mol∙L-1 0.1mol∙L-1 0.2mol∙L-1
变化 2X X 2X
终了 0.2+2X 0.1+X 0.2-2X
O2、SO3的浓度相等;0.1+X=0.2-2X
X=0.1/3 mol∙L-1
此时:
SO2:0.2+2X=0.2+0.2/3 mol∙L-1;O2:0.1+X=0.1+0.1/3; SO3:0.2-0.1/3 mol∙L-1
符合0<n(SO2)<0.4mol∙L-1 ;0<n(O2)<0.2mol∙L-1 ;0<n(SO3)<0.4mol∙L-1 范围.
故D不选.
故选C.
把A、B、C、D四种物质放在密闭容器中,在一定条件下发生反应,反应前及反应后各物质的质量见下表:
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:根据质量守恒定律可知,B的质量增加,是生成物,增加的质量=17.4克-8.7克=8.7克;D的质量增加,是生成物,增加的质量=3.6克-0.4克=3.2克;C的质量减小,是反应物,减小的质量=2,3.6克-2克=21.6克,总上分析,增加的质量=8.7克+3.2克=11.9克,减小的质量是21.6克,所以A的质量是增加的,是生成物,增加的质量=21.6克-11.9克=9.7克.因此反应物是C,生成物是A、B、D.
A、综合分析,C→A+B+D,属于分解反应,反应物C一定是化合物,故A正确;
B、物质在一定条件下的分解反应,反应物均未消耗净,所以反应一定是可逆反应,故B错误;
C、该分解反应中,无法确定元素的化合价是否发生变化,则此反应不一定是氧化还原反应,故C正确;
D、综合分析,A增加的质量是9.7克,C减小的质量是21.6克,因为A与C的式量之比为194:216,所以反应中A和C的物质的量之比为:
=1:2,故D正确.
故选B.
在平衡体系2NO+O2⇌2NO2中通入18O组成的氧气,重新达到平衡后,则18O( )
正确答案
解析
解:向平衡体系2NO+O2⇌2NO2中通入由18O组成的氧气,由于该反应为可逆反应,随着反应的进行,18O会进入NO、NO2中,所以反应体系中,NO、O2、NO2中都会含有18O,故D正确,
故选D.
在反应2SO2+18O22SO3中,氧气用18O标记上,一段时间后,含有18O的物质有( )
正确答案
解析
解:反应过程中化学键断裂,存在原子有S原子、16O原子、18O原子,原子重新组合生成新物质.二氧化硫、氧气在催化剂、加热的条件下,生成三氧化硫;而三氧化硫在同样的条件下可分解为二氧化硫和氧气.所以18O2中的18O通过化合反应存在于SO3中,SO3 中的18O通过分解反应会存在于SO2中,最终SO3、SO2、O2中都含有18O.
故选:B.
在化学反应中,有时存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的情况.下列反应中属于这种情况的是( )
①过量的锌与浓硫酸反应②过量的氢气与少量的N2在工业生产条件下③过量的浓盐酸与碳酸钙反应④过量的乙酸和少量乙醇在浓硫酸、加热条件下⑤过量二氧化锰与浓盐酸在加热条件下⑥过量的铜与浓硫酸在加热条件下.
正确答案
解析
解:①锌不论与浓硫酸还是稀硫酸都能反应,一种物质过量时,另一种能完全反应;
②合成氨是一个可逆反应,无论如何充分反应,都不能完全反应而达到百分之百;
③盐酸与碳酸钙发生复分解反应,当盐酸过量时,碳酸钙完全反应而溶解,生成氯化钙、二氧化碳和水;
④乙酸和乙醇在浓硫酸、加热条件下的反应发生可逆反应,不能完全反应,存在“一种物质过量,另一种物质仍不能完全反应”的情况;
⑤浓盐酸反应到最后变成稀盐酸了,无法完全反应,浓盐酸中H+和Cl-的浓度大,还原性强,在加热条件下能被MnO2氧化,生成Cl2;随反应进行,H+和Cl-的浓度逐渐减小,还原性逐渐减弱,当达到一定程度时,MnO2就不可以氧化Cl-了.因此二氧化锰和稀盐酸不会反应;
⑥与⑤一样道理,铜无法与稀硫酸反应,无论铜怎么过量,都不能完全消耗完硫酸.
即②④⑤⑥符合题意,故选B.
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