- 化学平衡
- 共20016题
常温常压下,在带有相同质量活塞的容积相等的甲、乙两容器里,分别充有二氧化氮和空气,现分别进行下列两上实验:(N2O4⇌2NO2△H>0)
(a)将两容器置于沸水中加热
(b)在活塞上都加2kg的砝码
在以上两情况下,甲和乙容器的体积大小的比较,正确的是( )
正确答案
解析
解:(a)在沸水中,气体体积都受热膨胀,甲中存在平衡N2O4⇌2NO2 △H>0,升高温度,平衡正向移动,使体积进一步增大,所以体积:甲>乙;
(b)都加2kg的砝码,压强增大,气体都缩小,甲中存在平衡N2O4⇌2NO2 △H>0,增大压强,平衡逆向移动,体积减小得更多,所以体积:甲<乙;
故选D.
在一定条件下,向密闭容器中加入一定量的C(s)与H2O(g)发生可逆反应C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g),反应达到平衡后C(s)与H2O(g)转化率为2:1关系,则下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应中碳单质是固体,固体量的增减不会引起平衡的移动,反应达到平衡后C(s)与H2O(g)转化率为2:1关系,开始加入的C(s)与H2O(g)物质的量不一定是2:1,故A错误;
B、若增大压强,化学平衡向着气体的系数和减小的方向进行,H2O(g)转化率会减小,故B错误;
C、混合气体平均式量等于质量和物质的量的比值,达到平衡后,生成的气体的物质的量相等,混合气体平均式量介于2-28之间,故C正确;
D、开始反应后,气体的质量增加,物质的量增加,质量增加的程度更大,所以混合气体平均式量会增加,故D错误.
故选C.
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
回答下列问题:
(1)该反应为______反应(填“吸热”、“放热”).
(2)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______.
a.及时分离出CO气体 b.适当升高温度
c.增大CO2的浓度 d.选择高效催化剂
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是______(多选不得分).
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O),试判断此时的温度为______℃.
(5)若在(4)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,H2的物质的量为______,CO2的物质的量为______.
a.等于1.0mol b.大于1.0mol c.大于0.5mol,小于1.0mol d.无法确定.
正确答案
解:(1)化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应方向吸热,
故答案为:吸热;
(2)a.及时分离出CO气体,能使该反应的反应速率降低,故错误;
b.适当升高温度,能使该反应的反应速率增大,平衡向正反应方向移动,故正确;
c.增大CO2的浓度,能使该反应的反应速率增大,平衡向正反应方向移动,故正确;
d.选择高效催化剂,能使该反应的反应速率增大,但是不引起平衡的移动,故错误.
故选bc;
(3)a、反应是一个反应前后体积不变的反应,压强的改变不会要引起平衡移动,故错误;
b、化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,故正确;
c、化学平衡状态的标志是v正=v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态,故C正确;
d、c(CO2)=c(CO)时,不能表明正逆反应速率相等,不一定达到了平衡状态,故错误;
故选bc;
(4)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),说明 K=1,对应的温度是830℃,故答案为:830;
(5)若在(3)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2mol CO2和3mol H2充分反应达平衡时,设氢气消耗物质的量为x;
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 2 3 0 0
变化量(mol/L) x x x x
平衡量(mol/L) 2-x 3-x x x
K==1,计算得到:x=1.2,反应达平衡时,H2的物质的量3mol-1.2mol=1.8mol;CO2的物质的量为0.8mol,
故答案为:b;c.
解析
解:(1)化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应方向吸热,
故答案为:吸热;
(2)a.及时分离出CO气体,能使该反应的反应速率降低,故错误;
b.适当升高温度,能使该反应的反应速率增大,平衡向正反应方向移动,故正确;
c.增大CO2的浓度,能使该反应的反应速率增大,平衡向正反应方向移动,故正确;
d.选择高效催化剂,能使该反应的反应速率增大,但是不引起平衡的移动,故错误.
故选bc;
(3)a、反应是一个反应前后体积不变的反应,压强的改变不会要引起平衡移动,故错误;
b、化学平衡时,各组分的浓度不随时间的改变而改变,故正确;
c、化学平衡状态的标志是v正=v逆,所以v正(H2)=v逆(H2O)表明反应达到平衡状态,故C正确;
d、c(CO2)=c(CO)时,不能表明正逆反应速率相等,不一定达到了平衡状态,故错误;
故选bc;
(4)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),说明 K=1,对应的温度是830℃,故答案为:830;
(5)若在(3)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2mol CO2和3mol H2充分反应达平衡时,设氢气消耗物质的量为x;
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始量(mol/L) 2 3 0 0
变化量(mol/L) x x x x
平衡量(mol/L) 2-x 3-x x x
K==1,计算得到:x=1.2,反应达平衡时,H2的物质的量3mol-1.2mol=1.8mol;CO2的物质的量为0.8mol,
故答案为:b;c.
(2015秋•惠州期末)在平衡体系Ca(OH)2(s)⇌Ca2++2OH一中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH一)增大的是( )
正确答案
解析
解:A.镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀,平衡右移,c(Ca2+)减小,氢氧根离子的浓度降低,故A错误;
B.钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀,平衡右移,c(Ca2+)减小,c(OH-)增大,故B正确;
C.加入少量KCl固体,对平衡移动无影响,c(Ca2+)、c(OH-)不变,故C错误;
D.加入少量稀H2SO4,氢氧根离子浓度减少,平衡正向移动,所以c(OH一)减少,c(Ca2+)增大,故D错误,
故选:B.
氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等.已知H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol.
(1)写出合成氨的热反应方程式______.
生成1molNH3需要吸收或放出______kJ
(2)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如右图所示.图中t1 时引起平衡移动的条件可能是______.其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______.
(3)温度为T℃时,将2a molH2和a molN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%.则该反应的平衡常数为______.
(4)已知373K时,可逆反应平衡常数为K=0.12,若某时刻时,测得 C(N2)=1mol/L,C(H2)=3mol/L,C(NH3)=2mol/L.此刻可逆反应______
A.向正方向进行 B.向逆方向进行 C处于平衡状态.
正确答案
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92KJ/mol
46
加压
t2-t3
B
解析
解:(1)反应热=生成物总键能-反应物总键能,则该反应的反应热=6×391kJ/mol-946kJ/mol-3×436kJ/mol=-92KJ/mol,该反应热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92KJ/mol,生成2mol氨气放出92kJ热量,则生成1mol氨气放出46kJ热量,
故答案为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92KJ/mol;46 KJ;
(2)该反应是反应前后气体体积减小的放热反应,改变条件时,正逆反应速率都增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,则改变的条件是加压,t3时平衡向逆反应方向移动,t5 时平衡不移动,所以平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3,
故答案为:加压;t2-t3;
(3)氮气的转化率为50%,则平衡时c(N2)==amol/L,c(NH3)=
=2amol/L、c(H2)=
=amol/L,
化学平衡常数K==
,故答案为:
;
(4)浓度商==0.1481>0.12,则平衡向逆反应方向移动,故选B.
现有3个体积相同的密闭容器,都进行下列反应:CO2+H2⇌H2O(气)+CO,反应所处的温度相同,但起始的物质的量不同,其中甲:CO2=H2=a mol;乙:CO2=a mol,H2=2a mol;丙:CO2=H2=H2O(气)=a mol.达到平衡时,CO的物质的量由大到小的顺序是( )
正确答案
解析
解:对于乙到达平衡状态,可以等效为在甲到达平衡的基础上再加入amol氢气,平衡向正反应移动,二氧化碳的转化率增大,平衡时乙中CO的物质的量比甲中CO的物质的量大,
对于丙到达平衡状态,可以等效为在甲到达平衡的基础上再加入amolH2O(g),平衡向逆反应移动,二氧化碳的转化率降低,平衡时丙中CO的物质的量比甲中CO的物质的量小,
即平衡时CO的物质的量乙>甲>丙,
故选C.
A(g)+3B(g)⇌2C(g)△H<0达到平衡,改变下列条件,正反应速率始终增大,直达到新平衡的是( )
正确答案
解析
解:A.该反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以正反应速率始终增大,直达到新平衡,故A符合;
B.增大压强,平衡向正反应方向移动,则正反应速率先增大后减小,只达到新平衡,故B不符合;
C.增大A的浓度,平衡向正反应方向移动,则正反应速率先增大后减小,只达到新平衡,故C不符合;
D.降低C的浓度,平衡向正反应方向移动,则正反应速率始终减小,只达到新平衡,故D不符合;
故选A.
在密闭容器中一定量混合气体发生反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡时测得 A的浓度为 0.5mol/L,在温度不变的条件下,将容器的容积扩大到原来的2倍,再达平衡时测得A的浓度为 0.3mol/L,下列有关判断正确的是( )
正确答案
解析
解:达到平衡时测得 A的浓度为 0.5mol/L,在温度不变的条件下,将容器的容积扩大到原来的2倍,再达平衡时测得A的浓度为 0.3mol/L,说明体积增大,压强减小,平衡逆向进行,
A、体积增大,压强减小,向气体体积增大的方向移动,x<3,故A错误;
B、体积增大,压强减小,平衡逆向进行,故B错误;
C、平衡逆向进行,B的转化率降低,故C正确;
D、平衡逆向进行,C的体积分数减小,故D错误;故选C.
将x mol O2、y mol CH4、z mol Na2O2投入密闭容器内,在150℃条件下,电火花引发反应后,反应物均无剩余,容器内压强为零,则下列x、y、z之间的关系式中正确的是( )
正确答案
解析
解:反应后容器内压强为零,所以产物H2O、CO2全部被Na2O2吸收,且气体反应物无剩余.故Na2O2足量,产物只有NaOH、Na2CO3.x mol O2、y mol CH4、z mol Na2O2
根据C元素守恒,可以得到n(Na2CO3)=ymol,n(Na)=2ymol,
根据Na元素守恒,n(NaOH)=(2z-2y)mol,
根据H元素守恒,2z-2y=4y,则z=3y ①
根据O元素守恒,2x+2z=3y+2z-2y,2x=y ②
①+②得,2x+z=4y,
故选B.
(2015春•湖北期末)一定条件密闭容器中发生如下反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)△H<0,下列有关描述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、正反应是放热反应,升高温度平衡常数减小,故A错误;
B、增大压强,正逆反应速率都加快,所以压缩容器,V正、V逆均增大,故B正确;
C、保持容器的容积不变,向密闭容器中充入CO2,增大反应物二氧化碳的浓度平衡正向移动,故C错误;
D、保持体系的压强不变,向密闭容器中充入氦气,相当于减小压强,平衡向逆反应方向移动,故D错误;
故选B.
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