- 化学平衡
- 共20016题
往1.0mol•L-1KI溶液中加入固体I2,发生反应:I2(aq)+I- (aq)═I3-(aq)△H;I-的物质的量浓度c(I-)随温度T的变化曲线如图所示.已知反应第一次达到平衡时用时10s,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、b点后是温度升高,而平衡逆向移动,所以正反应是放热反应,则△H<0,故A错误;
B、温度越高速率越快,c点的温度高于a点温度,所以c点的速率大于a点的速率,故B错误;
C、b点是平衡状态,b点时0~10s I-的平均反应速率为v(I-)==0.060.04mol•L-1•s-1,故C错误;
D、b点后的曲线上的点都是对应温度下的平衡状态,所以d点在对应的温度下处于平衡状态,故D正确;
故选D.
(2015春•桂林期末)在10L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系.一定条件下,A、B、C三种物质物质的量(n)与时间(t)的关系如图一所示,C的百分含量(C%)与温度(T)的关系如图二所示.下列分析错误的是( )
正确答案
解析
解:根据图1知,随着反应的进行,A和B的物质的量减少,C的物质的量增大,则A和B是反应物,C是生成物,反应过程中,物质的量的变化量之比等于其计量数之比,所以A、B和C的计量数之比=(2.4-1.6)mol:(1.6-1.2)mol:(0.4-0)mol=0.8mol:0.4mol:0.4mol=2:1:1,当反应达到T3时,再升高温度C的含量降低,则正反应是放热反应,该反应的方程式为:2A(g)+B(g)⇌C(g)△H<0.
A.0~4分钟时,A的平均反应速率v==
=0.01mol/(L•min),故A正确;
B.0到T3是平衡的建立,T3后是平衡的移动,T3后的所有点都是对应温度下的平衡状态,所以图二中T3、T4对应曲线上的点都处于化学平衡状态,故B正确;
C.由T1向T2变化时,C的含量增大,平衡向正反应方向移动,则正反应速率大于逆反应速率,故C正确;
D.该反应正反应是放热反应,故D错误;
故选D.
对于达到平衡的化学反应:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)(正反应为吸热反应),下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、升高温度,所有化学反应的正逆反应速率都会加快,故A错误;
B、增加反应物水的浓度会使得化学平衡正向移动,故B错误;
C、固体C的量的增减不会引起化学平衡的移动,故C错误;
D、扩大容器的容积,减小压强,化学平衡向着气体体积增大的方向即正方向移动,故D正确.
故选D.
在2L密闭恒容容器中投入一定量碳酸镁,在不同的温度下进行反应.MgCO3(s)⇌MgO(s)+CO2(g)△H,c02的.质的量如下表所示,下列推断不正确的是
正确答案
解析
解:A、碳酸钙的分解反应生成吸热反应,焓增的反应,生成物中产生气体,是熵增反应,根据△H-T△S<0能自发的判据可以得到反应在较高温度下能自发进行,故A正确;
B、恒温恒压,达到新平衡时,各组分的浓度不随时间的变化而变化,一定温度下,固体的浓度始终是一个常数,不会变化,故B错误;
C、450℃,在2~8min之间CO2平均速率v(CO2)==
=mol•L-1•min-1,故C错误;
D、反应是吸热反应,升高温度,平衡常数增大,升高温度,反应速率加快,反应正向进行,所以MgCO3分解率增大,故D正确.
故选BC.
在温度不变下,在恒压容器a与恒容容器b中,分别充入体积比为1:3的N2和H2.若开始时两容器的体积相等,且在相同条件下达到平衡时,两容器中N2的转化率应当是( )
正确答案
解析
解:氮气和氢气的反应是一个反应前后气体体积减小的反应,气体的压强越大,氮气的转化率越大,随着反应的进行,a容器内气体的压强不变,b容器内气体的压强减小,a容器中气体的压强大于b容器中气体的压强,所以a容器中氮气的转化率大,
故选A.
在密闭容器中进行如下反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)(正反应放热),若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,则产生的结果是( )
①平衡不发生移动 ②平衡沿着正反应方向移动 ③平衡沿着逆反应方向移动 ④NH3的质量分数增加 ⑤正逆反应速率都增大.
正确答案
解析
解:①反应前后气体的化学计量数之和不相等,改变压强,平衡发生移动,故①错误;
②若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,则应缩小体积,增大压强,则平衡向正反应方向移动,故②正确;
③由②知,平衡向正反应方向移动,故③错误;
④平衡向正反应方向移动,NH3的质量分数增加,故④正确;
⑤浓度增大,反应速率增大,故⑤正确,
故选D.
已知可逆反应:M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g)△H>0,请回答下列问题.
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1mol•L-1,c(N)=2.4mol•L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为______.
(2)若反应温度升高,M的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4mol•L-1,c(N)=amol•L-1;达到平衡后,c(P)=2mol•L-1,a=______.
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:c(M)=c(N)=b mol•L-1,达到平衡后,M的转化率为______.
正确答案
解:(1)△c(M)=60%×1mol•L-1=0.6mol•L-1,浓度变化量之比等于化学计量数之比,所以△c(N)=△c(M)=0.6mol•L-1,故此时N的转化率×100%=25%,故答案为:25%;
(2)该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,即向正反应方向移动,M的转化率增大,故答案为:增大;
(3))△c(M)=60%×1mol•L-1=0.6mol•L-1,则:
M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);
初始(mol/L):1 2.4 0 0
转化(mol/L):0.6 0.6 0.6 0.6
平衡(mol/L):0.4 1.8 0.6 0.6
故该温度下平衡常数k==0.5,
反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4mol•L-1,c(N)=amol•L-1;达到平衡后,c(P)=2mol•L-1,则:
M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);
初始(mol/L):4 a 0 0
转化(mol/L):2 2 2 2
平衡(mol/L):2 a-2 2 2
所以=0.5,解得a=6,
故答案为:6;
(4)设平衡时M的浓度变化量为为xmol/L,则:
M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);
初始(mol/L):b b 0 0
变化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):b-x b-x x x
所以=0.5,解得x=0.41b,
故M的转化率为×100%=41%,
故答案为:41%.
解析
解:(1)△c(M)=60%×1mol•L-1=0.6mol•L-1,浓度变化量之比等于化学计量数之比,所以△c(N)=△c(M)=0.6mol•L-1,故此时N的转化率×100%=25%,故答案为:25%;
(2)该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热方向移动,即向正反应方向移动,M的转化率增大,故答案为:增大;
(3))△c(M)=60%×1mol•L-1=0.6mol•L-1,则:
M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);
初始(mol/L):1 2.4 0 0
转化(mol/L):0.6 0.6 0.6 0.6
平衡(mol/L):0.4 1.8 0.6 0.6
故该温度下平衡常数k==0.5,
反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4mol•L-1,c(N)=amol•L-1;达到平衡后,c(P)=2mol•L-1,则:
M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);
初始(mol/L):4 a 0 0
转化(mol/L):2 2 2 2
平衡(mol/L):2 a-2 2 2
所以=0.5,解得a=6,
故答案为:6;
(4)设平衡时M的浓度变化量为为xmol/L,则:
M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g);
初始(mol/L):b b 0 0
变化(mol/L):x x x x
平衡(mol/L):b-x b-x x x
所以=0.5,解得x=0.41b,
故M的转化率为×100%=41%,
故答案为:41%.
已建立平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加 ②生成物的产量一定增加
③反应物的转化率一定增加 ④平衡时反应物的浓度一定降低
⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥可能是使用了催化剂.
正确答案
解析
解:①总质量不变,向正反应移动,生成物的质量分数一定增大,但是若加入反应物,导致生成物质量增大小于混合物总质量增大,生成物的质量分数可能降低,故①错误;
②平衡向正反应移动,生成物的物质的量一定增加,则生成物的产量一定增加,故②正确;
③若增大某一反应的浓度,平衡向正反应移动,其它反应物的转化率增大,加入的反应物的转化率降低,故③错误;
④如增大反应物的浓度,平衡向正方向移动,达到平衡时,反应物的浓度会增大,故④错误;
⑤平衡向正反应移动,正反应速率一定大于逆反应速率,故⑤正确;
⑥加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,化学平衡不移动,故⑥错误;
综上所述正确为:②⑤,
故选C.
在一密闭器中通入N2和H2,在一定条件下发生反应:N2+3H2═2NH3△<0,达到平衡后,只改变其中一个条件(X),下 量(Y)的变化一定符合图中曲线的是:( )
正确答案
解析
解:A、再加入氮气,提高了氢气的转化率,故A正确;
B、再加入氨气,平衡逆向移动,氮气的量增加,但总的气体的量也增加,氮气体积分数不一定增大,故B错误;
C、增大体积,平衡向逆向移动,氮气的转化率降低,故C错误;
D、升高温度,平衡向吸热方向即逆向移动,混合气体密度降低,故D错误.
故选A.
随着国际油价不断攀升,合成CH3OH替代汽油的研究成为热点.
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.OKJ/mol
为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为2L的密闭容器中,充入6molCO2和8molH2测得H2的物质的量随时间的变化如图中曲线所示.
①下列时间段内平均反应速率最小的是______(填字母).
A、0-1mim B、1-3min
C、3-8min D、8-11min
②仅改变某一条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中II,III所示,曲线II对应改变的实验条件是______,曲线III对应的实验条件是______.
③根据图中曲线I上所标数据,该反应达到平衡时,放出热量为______kJ,该条件下的平衡常数K=______④下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)(n为物质的量)增大的是______.
A 升高温度
B 充入He(g),使体系压强增大
C 将H2O(g)从体系中分离
D 再充入1molCO2和3molH2
(2)“甲醇-过氧化氢燃料电池”的结构主要包括燃料腔,氧化剂腔和质子交换膜三部分,放电过程中其中一个腔生成了二氧化碳.
①放电过程中氢离子生成的反应,发生在______腔中,该腔中的电极反应为______.
②放电过程中,若消耗1.5molH2O2,则生成的二氧化碳在标准状况下的体积为______.
正确答案
D
升高温度
增大压强或者是增大CO2浓度
98
(L2/mol2)
CD
燃料
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
11.2
解析
解:(1)①由图可知,0~1min内氢气的变化量为8mol-6mol=2mol;
B.1~3min内氢气的变化量为6mol-3mol=3mol,平均1min变化量为1.5mol;
C.3~8min内氢气的变化量为3mol-2mol=1mol,平均1min变化量为0.2mol;
D.8~11min达平衡状态,氢气的物质的量不再变化.
故1~3min速率增大,8~11min速率最小.
故答案为:D;
②对于可逆反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1,正反应是体积减小的放热反应.
由图1可知,曲线Ⅰ最先到达平衡,平衡时氢气的物质的量增大,故改变条件应增大反应速率且平衡向逆反应移动,可以采取的措施为:升高温度.
曲线Ⅱ到达平衡的时间比原平衡短,平衡时氢气的物质的量减小,故改变条件应增大反应速率且平衡向正反应移动,可以采取的措施为:增大压强或者是增大CO2浓度,故答案为:升高温度;增大压强或者是增大CO2浓度;
③变化量为8mol-2mol=6mol,所以放出热量为=98kJ;
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
初起量(mol) 6 8 0 0
变化量(mol) 2 6 2 2
平衡量(mol) 4 2 2 2
所以K==
(L2/mol2),故答案为:98;
(L2/mol2);
④通过改变条件使平衡正向移动
A 升高温度,平衡逆向移动,故错误;
B 充入He(g),使体系压强增大,平衡不移动,故错误;
C 将H2O(g)从体系中分离,平衡正向移动,故正确;
D 再充入1molCO2和3molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,故正确;
故选:CD;
(2)通入甲醇的一极为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,正极加入H2O2,发生还原反应,电极反应式为H2O2+2H++2e-=2H2O,
①燃料放电后生成氢离子,故答案为:燃料;CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+;
②由电极反应式可知:3H2O2~~CO2
3mol 22.4L
1.5mol 11.2L,
故答案为:11.2L.
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