- 化学平衡
- 共20016题
(2015秋•大理市校级期末)有一处于平衡状态的反应:X(s)+3Y(g)⇌2Z(g)(正反应是放热反应).为了使平衡向生成Z的方向移动,应选择的条件是( )
①升高温度 ②降低温度 ③增大压强 ④降低压强 ⑤加入正催化剂 ⑥分离出Z.
正确答案
解析
解:反应X(g)+3Y(s)⇌2Z(g)(正反应是放热反应),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正确;④错误;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C.
在体积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量,在一定条件下发生反应建立的化学平衡:aA(g)+bB(g)
xC(g),符合下图甲所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量,T表示温度,p表示压强).则图乙中y轴是指( )
正确答案
解析
解:由C的百分含量--时间变化曲线可知:在相同温度线,增大压强(P2>P1),C的百分含量增大,说明增大压强平衡向正反应方向移动,则有a+b>x,
在相同压强下升高温度(T1>T2),C的百分含量降低,则说明升高温度平衡向逆反应分析移动,该反应的正反应为放热反应,则
A.由C的百分含量--时间变化曲线可知,增大压强平衡向正反应方向移动,C的转化率减小,与图象不符,故A错误;
B.由C的百分含量--时间变化曲线可知,增大压强平衡向正反应方向移动,B的百分含量减小,与图象不符,故B错误;
C.升高温度,平衡向逆反应分析移动,则混合气体的物质的量增多,质量不变,则平衡混合气的平均摩尔质量减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体的总物质的量减小,则平衡混合气的平均摩尔质量增大,与图象向符合,故C正确;
D.由于反应容器的体积不变,气体的质量不变,则温度变化,平衡混合气的密度不变,故D错误;
故选C.
(2015春•周口期末)在一密闭容器中,反应aA(g)⇌bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器容积增加一倍,达到新平衡时,B的浓度是原来的60%.则下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:aA(气)⇌bB(气)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,压强减小,又达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则减小压强化学平衡正向移动,
A.减小压强化学平衡正向移动,则化学计量数a<b,故A错误;
B.将容器容积增加一倍,若平衡不移动,B的浓度为原来的50%,B的浓度为原来的60%,则化学平衡正向移动,故B正确;
C.平衡正向移动,A的转化率增大,故C错误;
D.B的浓度增大,将容器容积增加一倍,若平衡不移动,B的浓度为原来的50%,题目中B的浓度为原来的60%,则化学平衡正向移动,B的质量分数增大,故D错误;
故选B.
对于工业制硫酸中接触室内的反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.达到平衡时,只改变下列一个条件,平衡不发生移动的是( )
正确答案
解析
解:A.催化剂能同等程度的改变正逆反应速率,所以不影响平衡移动,故A选;
B.恒温、恒容充入氧气,氧气浓度增大,平衡向正反应方向移动,故B不选;
C.恒温、恒容充入三氧化硫,三氧化硫浓度增大,平衡向逆反应方向移动,故C不选;
D.升高温度,平衡向逆反应方向移动,故D不选;
故选A.
雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一.已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:
①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H1=a kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H2=b kJ•mol-1
③CO(g)+O2(g)⇌CO2(g)△H3=c kJ•mol-1
④2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H4
请回答下列问题:
(1)根据反应①②③,确定反应④中△H4=______kJ•mol-1.
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应①的Kp=______(用表达式表示).
(3)下列情况能说明反应②已达平衡状态的是______(填编号).
A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了lmol NO
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度保持不变
C.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变
(4)试分析高温下不利于反应③自发进行的原因______.
(5)探究反应④中NO的平衡转化率与压强、温度的关系,得到如图1所示的曲线.试分析实际化工生产中不采用高压的原因______.
(6)探究反应④中平衡时CO2的体积分数与反应物中的比值、温度的关系,得到如图2所示的曲线.
①在X、Y、Z三点中,CO的转化率从大到小的顺序是______.
②若保持其他条件不变,请在图2中,画出温度为T2(T2<T1)时的变化趋势曲线.
正确答案
解:(1)根据盖斯定律,反应②×2-③即得,确定反应④2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H4=(2c-a)KJ/mol,故答案为:2c-a;
(2)根据反应①的方程式得出Kp=,故答案为:
;
(3)A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了lmol NO,都是正反应,故不能说明达到平衡状态,故A错误;
B.密度=,总质量一定,体积一定,故密度一定,故混合气体的密质不再发生改变不能说明达到平衡状态,故B错误;
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明物质的量不变,能说明达到平衡状态,故C正确;
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变,则反应达平衡,能说明达到平衡状态,故D正确;
故选:CD;
(4)因为该反应为气体体积减小的放热反应,即△H<0,△S<0,所以在高温下△G=△H-T△S>0非自发,
故答案为:因为该反应为气体体积减小的放热反应,即△H<0,△S<0;
(5)根据图象分析,常压下NO的转化率已经较高,并且高压转化率增加不大,但增加成本较大,故答案为:常压下NO的转化率已经较高,并且高压要增加成本;
(6)①温度一定,随反应物NO、CO的起始物质的量比增大,X-Y反应正向进行,一氧化碳的转化率X<Y,Y-Z平衡正向进行,一氧化氮增大会提高一氧化碳的转化率,则Y<Z,X、Y、Z三点,CO的转化率的从大到小的顺序Z>Y>X,
故答案为:Z>Y>X;
②根据图象1分析,温度越低NO的平衡转化率越大,说明该反应为放热反应,所以温度越低,平衡时二氧化碳的体积分数也越大,又T2<T1,所以温度为T2时的变化趋势曲线为:,故答案为:
.
解析
解:(1)根据盖斯定律,反应②×2-③即得,确定反应④2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H4=(2c-a)KJ/mol,故答案为:2c-a;
(2)根据反应①的方程式得出Kp=,故答案为:
;
(3)A.单位时间内生成1mol NO2的同时消耗了lmol NO,都是正反应,故不能说明达到平衡状态,故A错误;
B.密度=,总质量一定,体积一定,故密度一定,故混合气体的密质不再发生改变不能说明达到平衡状态,故B错误;
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变,说明物质的量不变,能说明达到平衡状态,故C正确;
D.在恒温恒压的容器中,NO的体积分数保持不变,则反应达平衡,能说明达到平衡状态,故D正确;
故选:CD;
(4)因为该反应为气体体积减小的放热反应,即△H<0,△S<0,所以在高温下△G=△H-T△S>0非自发,
故答案为:因为该反应为气体体积减小的放热反应,即△H<0,△S<0;
(5)根据图象分析,常压下NO的转化率已经较高,并且高压转化率增加不大,但增加成本较大,故答案为:常压下NO的转化率已经较高,并且高压要增加成本;
(6)①温度一定,随反应物NO、CO的起始物质的量比增大,X-Y反应正向进行,一氧化碳的转化率X<Y,Y-Z平衡正向进行,一氧化氮增大会提高一氧化碳的转化率,则Y<Z,X、Y、Z三点,CO的转化率的从大到小的顺序Z>Y>X,
故答案为:Z>Y>X;
②根据图象1分析,温度越低NO的平衡转化率越大,说明该反应为放热反应,所以温度越低,平衡时二氧化碳的体积分数也越大,又T2<T1,所以温度为T2时的变化趋势曲线为:,故答案为:
.
对于xA(g)+yB(g)⇌zC(g)+wD(g)的平衡体系,当升高温度时,体系的平均相对分子质量从26变为29,则下列说法中正确的是( )
①x+y>z+w,正反应是放热反应 ②x+y>z+w,正反应是吸热反应
③x+y<z+w,逆反应是放热反应 ④x+y<z+w,逆反应是吸热反应.
正确答案
解析
解:如果该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应,即x+y>z+w,升高温度要使反应体系的平均分子质量增大,则平衡向正反应方向移动,则正反应是吸热反应,逆反应是放热反应,故②正确;
如果该反应是一个反应前后气体体积增大的化学反应,x+y<z+w,升高温度要使反应体系的平均分子质量增大,则平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,逆反应是吸热反应,故④正确;
故选D.
KW仅仅是温度的函数.下列关于KW与温度关系的叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、水的电离为吸热过程,加热,促进水的电离,温度越高KW越大,故A正确;
B、水的电离为吸热过程,加热,促进水的电离,温度越低KW越小,故B错误;
C、水的电离为吸热过程,加热,促进水的电离,温度越高KW越大,故C错误;
D、水的电离为吸热过程,加热,促进水的电离,温度越高KW越大,H+和OH-浓度同时升高,故D正确;
故选AD.
一定条件下存在反应:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g),△H<0.现有三个体积相同的密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,按如图所示投料,并在400℃条件下开始反应.达到平衡时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、容器Ⅰ是绝热容器,反应过程中温度升高,平衡逆向进行,平衡常数减小,容器Ⅰ、Ⅲ中平衡常数不相同,故A错误;
B、容器Ⅲ是恒压容器,反应过程中压强大于容器Ⅰ,反应速率大,容器Ⅱ、Ⅲ中正反应速率不相同,故B错误;
C、容器Ⅱ是恒温恒容,Ⅲ是恒温恒压,随着反应的进行,容器Ⅱ中压强大于容器Ⅲ,平衡正向进行,三氧化硫含量增大,SO3的体积分数:Ⅱ>Ⅲ,故C正确;
D、若容器Ⅱ恒温恒容,容器Ⅰ也是恒温恒容时,达到相同平衡状态,二氧化硫转化率和三氧化硫转化率之和为1,但实际容器Ⅰ是绝热恒容,随反应进行温度升高,平衡逆向进行,二氧化硫转化率减小,因此容器Ⅰ中SO2的转化率与容器Ⅱ中SO3的转化率之和小于1,故D正确;
故选CD.
下列事实不能用勒夏特列原理(平衡移动原理)解释的是( )
①铁在潮湿的空气中容易生锈
②二氧化氮与四氧化氮的平衡体系,加压缩小体积后颜色加深
③实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
④钠与氯化钾共融制备钾 Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)
⑤开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫.
正确答案
解析
解:①该反应不是可逆反应,故①错误;
②该反应是一个气体体积减小的可逆反应,加压缩小体积时容器中二氧化氮的浓度增大而使气体颜色加深,而不是四氧化二氮转化为二氧化氮而使气体颜色加深,故②错误.
③氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,该反应存在溶解平衡,饱和食盐水中含有氯化钠电离出的氯离子,饱和食盐水抑制了氯气的溶解,所以实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气
,故③正确.
④该反应是可逆反应,所以能 用勒夏特列原理解释,故④正确.
⑤开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫,是压强对其影响导致的,属于可逆反应,故⑤正确.
故选B.
水煤气(CO 和H2)是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的炭层制得:C (s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2 (g)△H=+131.3kJ•mol-1
(1)该反应的平衡常数K随温度的升高而______(增大/减小/不变).
(2)上述反应达到平衡后,将体系中的C (s)全部移走,平衡______(向左移/向右移/不移动).
(3)下列事实能说明该反应在一定条件下已达到平衡状态的有______(填序号).
A.单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2
B.混合气体总物质的量保持不变
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等
(4)上述反应在t0时刻达到平衡(如图),若在t1时刻改变某一条件,请在右图中继续画出t1时刻之后c(CO)随时间的变化.
①缩小容器体积(用实线表示).
②降低温度(用虚线表示).
(5)某温度下,将4.0mol H2O(g)和足量的炭充入2L的密闭容器中,发生如下反应,C (s)+H2O(g)⇌CO (g)+H2 (g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为______
(6)己知:
①C (s)+H2O(l)⇌CO (g)+H2 (g)△H1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2 (g)△H 2
③H2O (l)═H2 (g)+O2 (g)△H 3
则2C (s)+2O2(g)═2CO2 (g)的△H=______.
正确答案
解:(1)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;
故答案为:增大;
(2)将C全部移走,由于是可逆反应,还会生成碳,生成的碳不能完全反应,故平衡向左移动,
故答案为:向左移;
(3)C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1 ,反应是气体体积增大的放热反应;分析选项正逆反应速率相同是平衡标志;
A.单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2 ,说明对一氧化碳或氢气正逆反应速率相同,故A正确;
B.反应前后气体物质的量变化,混合气体总物质的量保持不变说明反应达到平衡状态,故B正确;
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等只能说明反应逆向进行,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等和起始量变化量有关,不能作为平衡标志,故D错误;
故答案为:AB
(4)①缩小容器体积,压强增大,瞬间正反应速率加快,平衡向逆反应移动,正反应速率增大到新平衡;
②降低温度,瞬间正反应速率减慢,平衡逆反应移动,正反应速率增大到新平衡,故图象为:,故答案为:
;
(5)设H2O转化了xmol/L,依据化学平衡三段式列式计算;
C (s)+H2O(g)⇌CO (g)+H2 (g)
初始浓度(mol/L) 2.0 0 0
转化浓度(mol/L) x x x
平衡浓度(mol/L) 2.0-x x x
达到平衡时测得lgK=-1.0,K=0.1
K==1,解得x=1mol/L
所以α(H2O)=×100%=50%;
故答案为:50%;
(6)①C (s)+H2O(l)⇌CO(g)+H2(g)△H1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2
③H2O(l)═H2 (g)+O2(g)△H3
依据盖斯定律计算①×2+②-2×③得到,C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=2△H1+△H2-2△H3;
故答案为:2△H1+△H2-2△H3.
解析
解:(1)该反应正反应是吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,平衡常数增大;
故答案为:增大;
(2)将C全部移走,由于是可逆反应,还会生成碳,生成的碳不能完全反应,故平衡向左移动,
故答案为:向左移;
(3)C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1 ,反应是气体体积增大的放热反应;分析选项正逆反应速率相同是平衡标志;
A.单位体积内每消耗1mol CO的同时生成1molH2 ,说明对一氧化碳或氢气正逆反应速率相同,故A正确;
B.反应前后气体物质的量变化,混合气体总物质的量保持不变说明反应达到平衡状态,故B正确;
C.生成H2O(g)的速率与消耗CO的速率相等只能说明反应逆向进行,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等和起始量变化量有关,不能作为平衡标志,故D错误;
故答案为:AB
(4)①缩小容器体积,压强增大,瞬间正反应速率加快,平衡向逆反应移动,正反应速率增大到新平衡;
②降低温度,瞬间正反应速率减慢,平衡逆反应移动,正反应速率增大到新平衡,故图象为:,故答案为:
;
(5)设H2O转化了xmol/L,依据化学平衡三段式列式计算;
C (s)+H2O(g)⇌CO (g)+H2 (g)
初始浓度(mol/L) 2.0 0 0
转化浓度(mol/L) x x x
平衡浓度(mol/L) 2.0-x x x
达到平衡时测得lgK=-1.0,K=0.1
K==1,解得x=1mol/L
所以α(H2O)=×100%=50%;
故答案为:50%;
(6)①C (s)+H2O(l)⇌CO(g)+H2(g)△H1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2
③H2O(l)═H2 (g)+O2(g)△H3
依据盖斯定律计算①×2+②-2×③得到,C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=2△H1+△H2-2△H3;
故答案为:2△H1+△H2-2△H3.
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