- 化学平衡
- 共20016题
已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3 (g);△H=-197kJ•mol-1.向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲) 2mol SO2和1mol O2;(乙) 1mol SO2和0.5mol O2;(丙) 2mol SO3.恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
正确答案
解析
解:恒温恒容,甲与乙起始n(SO2):n(O2)=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得n(SO2)=2mol,n(O2)=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,
A、甲与丙为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,故压强P甲=P丙,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故P乙<P甲<2P乙,故P甲=P丙<2P乙,故A正确;
B、甲与丙为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,故压强m甲=m丙,甲等效为在乙到达平衡的基础上,再加入1mol SO2和0.5mol O2,增大压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,m甲>2m乙,故m甲=m丙>2m乙,故B正确;
C、对于甲、乙,SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比,c(SO2)与c(O2)之比为定值2:1,丙为分解反应,丙中c(SO2)与c(O2)之比为2:1,故k甲=k丙=k乙=2:1,故C错误;
D、甲与丙为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,故Q甲+Q丙=197,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,故Q甲>2Q乙,故D错误;
故选AB.
对已经达到化学平衡的下列反应:2X(g)+Y(g)⇌2Z(g),减小压强时( )
正确答案
解析
解:已知2X(g)+Y(g)⇌2Z(g),该反应正方向气体体积减小的反应,减小压强,正、逆反应速率都减小,平衡向气体体积增大的逆向移动,
故选C.
镍具有优良的物理和化学特性,是许多领域尤其是高技术产业的重要原料.羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为:
①Ni(S)+4CO(g)Ni(CO)4(g)+Q;
②Ni(CO)4(g)Ni(S)+4CO(g)完成下列填空:
(1)在温度不变的情况下,要提高反应(1)中Ni(CO)4的产率,可采取的措施有______、______.
(2)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni(CO)4,粗镍(纯度98.5%,所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如图所示.Ni(CO)4在0~10min的平均反应速率为______.
(3)若反应(2)达到平衡后,保持其他条件不变,降低温度,重新达到平衡时______.
a.平衡常数K增大 b.CO的浓度减小
c.Ni的质量减小 d.v逆[Ni(CO)4]增大.
(4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程:______.
正确答案
解:(1)反应①是气体体积减少的放热反应,因此在温度不变的情况下,采取增大体系压强、从反应体系中移走Ni(CO)4(g)等措施均可使反应正向进行,提高Ni(CO)4的产率;
故答案为:增大压强;从反应体系中移走Ni(CO)4(g);
(2)随反应进行,粗镍减少的质量即为参加反应①消耗的镍的质量,粗镍的纯度98.5%,1-10min内粗镍质量减少100g-41g=59g;镍的质量=59g×98.5%=58.115g在0~10min,生成Ni的物质的量==0.985mol,故在0~10min,v[Ni(CO)4]=
=0.985mol/(2L×10min)=0.05mol/(L•min);
故答案为:0.05mol/(L•min);
(3)由反应①为放热反应可知反应②为吸热反应,因此反应②达到平衡后,降温,平衡逆向进行,反应平衡常数K变小、CO的浓度与Ni的质量均减小、因温度降低,v逆[Ni(CO)4]减小;
a、温度降低平衡向放热反应方向进行,反应②是吸热反应,平衡逆向进行,平衡常数减小;
b、温度降低平衡向放热反应方向进行,反应②是吸热反应,平衡逆向进行一氧化碳浓度减小;
c、依据反应分析,温度降低反应①平衡正向进行,反应②逆向进行,镍质量减小;
d、平衡逆向进行,温度降低,v逆[Ni(CO)4]减小;
故答案为:bc;
(4)利用信息可知,可采取在低温(50℃)时让粗镍和CO作用,使生成的Ni(CO)4在230℃时分解即可得到纯镍,在封闭的玻璃管一端放入粗镍,控制温度在50℃,通入CO气体,一点时间后在玻璃管的另一端加热至230℃,即可在该端获得纯净的镍,
故答案为:在封闭的玻璃管一端放入粗镍,控制温度在50℃,通入CO气体,一点时间后在玻璃管的另一端加热至230℃,即可在该端获得纯净的镍.
解析
解:(1)反应①是气体体积减少的放热反应,因此在温度不变的情况下,采取增大体系压强、从反应体系中移走Ni(CO)4(g)等措施均可使反应正向进行,提高Ni(CO)4的产率;
故答案为:增大压强;从反应体系中移走Ni(CO)4(g);
(2)随反应进行,粗镍减少的质量即为参加反应①消耗的镍的质量,粗镍的纯度98.5%,1-10min内粗镍质量减少100g-41g=59g;镍的质量=59g×98.5%=58.115g在0~10min,生成Ni的物质的量==0.985mol,故在0~10min,v[Ni(CO)4]=
=0.985mol/(2L×10min)=0.05mol/(L•min);
故答案为:0.05mol/(L•min);
(3)由反应①为放热反应可知反应②为吸热反应,因此反应②达到平衡后,降温,平衡逆向进行,反应平衡常数K变小、CO的浓度与Ni的质量均减小、因温度降低,v逆[Ni(CO)4]减小;
a、温度降低平衡向放热反应方向进行,反应②是吸热反应,平衡逆向进行,平衡常数减小;
b、温度降低平衡向放热反应方向进行,反应②是吸热反应,平衡逆向进行一氧化碳浓度减小;
c、依据反应分析,温度降低反应①平衡正向进行,反应②逆向进行,镍质量减小;
d、平衡逆向进行,温度降低,v逆[Ni(CO)4]减小;
故答案为:bc;
(4)利用信息可知,可采取在低温(50℃)时让粗镍和CO作用,使生成的Ni(CO)4在230℃时分解即可得到纯镍,在封闭的玻璃管一端放入粗镍,控制温度在50℃,通入CO气体,一点时间后在玻璃管的另一端加热至230℃,即可在该端获得纯净的镍,
故答案为:在封闭的玻璃管一端放入粗镍,控制温度在50℃,通入CO气体,一点时间后在玻璃管的另一端加热至230℃,即可在该端获得纯净的镍.
(2015秋•东城区校级期中)某温度下,在一容积可变的容器里,反应2A(g) B(g)+2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol.在保持温度和压强不变的条件下,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.He不参加反应,压强不变,应使容器体积增大,参加反应的物质的浓度减小,平衡向正反应方向移动,故A错误;
B.从等效平衡的角度思考,如加入A、B、C分别为1mol、0,5mol、1mol,则平衡不移动,现充入A、B、C各1mol,相当于在加入A、B、C分别为1mol、0,5mol、1mol的基础上加入0.5molB,则平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.将A、B、C各物质的量都减半,压强不变,则浓度不变,平衡不移动,C的百分含量不变,故C正确;
D.保持温度和压强不变,加入一定量的A气体达平衡后,从等效平衡的基础上考虑,平衡不移动,C的百分含量不变,故D错误.
故选C.
对于处于平衡状态的反应:X(g)+3Y(s)⇌2Z(g),△H<0.为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是( )
①高温 ②低温 ③高压 ④低压 ⑤加正催化剂 ⑥分离出Z.
正确答案
解析
解:反应X(g)+3Y(s)⇌2Z(g),△H<0,是一个放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,降低温度,平衡正向移动,故①错误,②正确;
增大压强,平衡向着气体体积减小的方向即逆向进行,减小压强,平衡正向移动,故③错误;④正确;
加催化剂不会引起化学平衡的移动,故⑤错误;分离出Z,即减小生成物的浓度,平衡正向移动,故⑥正确.
故选A.
对于可逆反应:2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H<0,下列各图正确的是( )
正确答案
解析
解:A、该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,C的质量分数减小,故A正确;
B、根据反应前后的化学计量数的大小可以看出,增大压强平衡向正反应方向移动,正逆反应速率都增大,且V正>V逆,故B错误;
C、催化剂同等程度地改变正逆反应速率,平衡不发生移动,故C错误;
D、该反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,A的转化率降低,根据反应前后的化学计量数的大小可以看出,增大压强平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,本题温度的曲线不正确,故D错误.
故选A.
(2014秋•集宁区校级期末)密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0,并达到平衡状态.下列说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、若容器体积不变,充入O2,平衡向右移动,三氧化硫物质的量增加,但是气体的总体积也增大,三氧化硫的含量反而降低,故A错误;
B、若容器体积不变,充入Ar,反应物和生成物的浓度没有变化,化学平衡不移动,故B错误;
C、若容器压强不变,充入SO3(g),根据等效平衡,二氧化硫的含量不会变化,故C错误;
D、该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,化学反应的平衡常数K减小,故D正确;
故选D.
对于反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)═4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ/mol,且熵减小,在常温常压下该反应能自发进行,对反应的方向起决定作用的是( )
正确答案
解析
解:反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)═4Fe(OH)3(s)△H=-444.3kJ/mol,△H<0,且△S<0,
而反应能自发进行,说明△H-T•△S<0,焓变对反应的方向起决定性作用.
故选A.
一定条件下,通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:
MgSO4(s)+CO(g)⇌MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H>0
该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是( )
正确答案
解析
解:该反应为正方向体积增加且吸热.
A、升高温度,平衡正向移动,气体的质量增加,密度增大,故A正确;
B、增加CO的量,平衡正向移动,但压强增大,CO的转化率,没有上一平衡多,故比值减小,故B错误;
C、平衡常数只与温度有关,浓度变化平衡常数不变,故C错误;
D、因MgSO4为固体,增加其量,对CO的转化率无影响,故D错误;
故选A.
(2015秋•黑龙江校级月考)已知2NO2(g)═N2O4(g)△H(298K)=-52.7kJ•mol-1,某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响,做了如下两组实验:
Ⅰ.该小组的同学取了两个烧瓶A和B,分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体,中间用夹子夹紧,并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中(如图所示),然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体.
请回答:
(1)由此可知,降低温度,该化学平衡向______(填“正”或“逆”)反应方向移动;
(2)该化学反应的浓度平衡常数表达式为______,升高温度,该反应中NO2的转化率将______(填“增大”、“减小”或“不变”).
Ⅱ.在三支容积均为30cm3针筒中分别抽入10cm3NO2气体,将针筒前端封闭.
(1)将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处,此时气体的颜色变深,一段时间后气体颜色又变浅了,但仍比第一支针筒气体的颜色深.
①推进针筒后颜色变深的原因是______;
②由此实验得出的结论是______.
(2)将第三支针筒活塞拉至20cm3处,该同学观察到的现象是______;在此过程中,该反应的化学平衡常数将______ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),NO2的转化率将______.
正确答案
解:Ⅰ、(1)温度降低,平衡向着放热方向进行,即向着正反应方向进行,故答案为:正;
(2)该化学反应的浓度平衡常数表达式为K=,升高温度,平衡逆向进行,该反应中NO2的转化率将减小,故答案为:K=
;减小;
Ⅱ、(1)①将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处,此时体积减小,二氧化氮浓度增加,所以气体的颜色变深,但是压缩体积,增大压强,平衡正向移动,导致二氧化氮浓度有减小的趋势,所以一段时间后气体颜色又变浅了,但平衡移动引起的浓度变化不如体积减小引起的浓度变化大,所以最终颜色仍比第一支针筒气体的颜色深,故答案为:气体的体积减小,NO2浓度增大,气体的颜色加深,增大压强,减小气体的体积,平衡向正反应方向移动;
②据此得到的结论是:增大压强,化学平衡向着气体的系数和减小的方向进行,故答案为:增大压强,化学平衡向着气体的系数和减小的方向进行;
(2将第二支针筒活塞迅速推至203处,此时体积增加,二氧化氮浓度减小,所以气体的颜色变浅,但是体积增加,减小压强,平衡逆向移动,导致二氧化氮浓度有增加的趋势,所以一段时间后气体颜色又变深了,但平衡移动引起的浓度变化不如体积增加引起的浓度变化大,所以最终颜色仍比第一支针筒气体的颜色浅;减小压强,反应逆向移动,所以二氧化氮的转化率降低,故答案为:先变浅后变深;不变;减小.
解析
解:Ⅰ、(1)温度降低,平衡向着放热方向进行,即向着正反应方向进行,故答案为:正;
(2)该化学反应的浓度平衡常数表达式为K=,升高温度,平衡逆向进行,该反应中NO2的转化率将减小,故答案为:K=
;减小;
Ⅱ、(1)①将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处,此时体积减小,二氧化氮浓度增加,所以气体的颜色变深,但是压缩体积,增大压强,平衡正向移动,导致二氧化氮浓度有减小的趋势,所以一段时间后气体颜色又变浅了,但平衡移动引起的浓度变化不如体积减小引起的浓度变化大,所以最终颜色仍比第一支针筒气体的颜色深,故答案为:气体的体积减小,NO2浓度增大,气体的颜色加深,增大压强,减小气体的体积,平衡向正反应方向移动;
②据此得到的结论是:增大压强,化学平衡向着气体的系数和减小的方向进行,故答案为:增大压强,化学平衡向着气体的系数和减小的方向进行;
(2将第二支针筒活塞迅速推至203处,此时体积增加,二氧化氮浓度减小,所以气体的颜色变浅,但是体积增加,减小压强,平衡逆向移动,导致二氧化氮浓度有增加的趋势,所以一段时间后气体颜色又变深了,但平衡移动引起的浓度变化不如体积增加引起的浓度变化大,所以最终颜色仍比第一支针筒气体的颜色浅;减小压强,反应逆向移动,所以二氧化氮的转化率降低,故答案为:先变浅后变深;不变;减小.
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