- 化学平衡
- 共20016题
某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s);△H>0下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、W在反应中是固体,固体量的增减不会引起化学反应速率的改变和化学平衡的移动,故A错误;
B、反应热△H与物质的化学计量数有关,物质的化学计量数不变,热化学方程式中反应热不变,与参加反应的物质的物质的量无关,故B错误;
C、该反应正反应为吸热反应,升高温度平衡向吸热反应移动,即向正反应移动,故C错误;
D、随反应进行,气体的物质的量减小,压强减小,压强不变说明到达平衡,说明可逆反应到达平衡状态,故D正确.
故选D.
高温下,某反应达平衡,平衡常数K=.恒容时,降低温度,H2 浓度增大.下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、恒容时,降低温度,H2 浓度增大,平衡向逆反应移动,降低温度平衡向放热反应移动,所以正反应是吸热反应,焓变为正值,故A正确;
B、加入催化剂,可以增加单位体积内的活化百分子数,分子总数不变,故B正确;
C、体积不变,充入氦气,反应物的浓度不变,所以化学反应速率不变,故C错误;
D、由A正反应是吸热反应,升高温度K值变大,降低温度K值减小,故D正确;
故选C.
(2015秋•成都校级期中)在2L恒容密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)△H>0,容器中A、B、C物质的量随反应时间的变化如图所示,下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应在前10s内,根据v(B)==
=0.005mol/(L.s),故A正确;
B、方程式计量数之比等于各物质浓度(物质的量)变化量之比,方程式计量数a:b:c=(1.6-1.4):(0.8-0.7):(0.2-0)=2:1:2,故B正确;
C、升高温度,反应正向进行,速率加快,20s时,反应物的量逐渐增加,产物的量减少,所以平衡逆向进行,故C正确;
D、反应的平衡常数K==
=0.37,故D错误.
故选D.
反应mA+nB⇌pC在某温度下达到平衡状态.
(1)若升高温度,A物质的转化率增大,该反应为______热反应.
(2)若C为气体,且m+n=p,在加压时化学平衡发生移动,则平衡必定向______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动.
(3)如果在体系中增加或减少B的量,平衡均不发生移动,则B肯定不能为______态.
正确答案
吸
逆反应
气
解析
解:①反应mA+nB⇌pC,若升高温度,A物质的转化率增大,平衡正向进行,则正反应为吸热反应,
故答案为:吸;
②若反应mA+nB⇌pC;C为气体,且m+n=p,在加压时化学平衡发生移动,说明AB中至少有一种是固体或纯液体,加压平衡逆向进行,
故答案为:逆向;
③若反应mA+nB⇌pC;如果在体系中增加或减少B的量,平衡均不发生移动,证明B一定是固体或纯液体,不是气体,
故答案为:气.
运用化学反应原理研究以下问题:
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡______移动(填“向左”、“向右”或“不”),平衡常数K______(填“变大”、“变小”或“不变”);使用催化剂______反应的△H(填“增大”、“减小”或“不改变”).
(2)在25℃时,向浓度均为0.1mol•L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成______沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为______.(已知25°CKsp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
(3)在25℃时,将a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显______性(填“酸”、“碱”或“中”);且a______0.01(填“>”、“=”或“<”).
(4)依据反应:Cu2+(aq)+Fe(s)═Fe2+(aq)+Cu(s) 设计的原电池如图所示:
电极X的材料是______;电解质溶液Y是______;若Y为氯化钠溶液,则经过一段时间,发现X极上出现锈斑,则此过程中正极的电极反应式为______.
正确答案
解:(1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,相当于压强减小,则平衡向气体体积增大的方向移动,即左移;
化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变;
因使用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,则△H不变;
故答案为:向左;不变;不改变;
(2)由于KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以Cu(OH)2先生成沉淀;一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子,所以离子方程式为
2NH3•H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4+,故答案为:Cu(OH)2;2NH3•H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4+;
(3)根据溶液的电中性原则,c(NH4+)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),则溶液显中性;
因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合,溶液中的溶质为氯化铵,溶液呈酸性,若该溶液恰好呈中性,氨水应稍微过量,所以氨水的浓度大于盐酸的浓度.
故答案为:中;>;
(4)由反应“Cu2+(aq)+Fe(s)═Fe2+(aq)+Cu(s)”可知,在反应中,铁被氧化,失电子,应为原电池的负极,Cu2+在正极上得电子被还原,电解质溶液为含有铜离子的溶液,硫酸铜溶液或氯化铜溶液等;在弱酸性或中性溶液中,铁容易发生吸氧腐蚀,氯化钠溶液呈中性,所以铁在氯化钠溶液中易腐蚀吸氧腐蚀,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-.
故答案为:Fe;硫酸铜溶液或氯化铜溶液等;O2+2H2O+4e-═4OH-.
解析
解:(1)恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气,则反应体系体积增大,相当于压强减小,则平衡向气体体积增大的方向移动,即左移;
化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变;
因使用催化剂只是改变了反应的途径,没有改变反应物与生成物的状态,则△H不变;
故答案为:向左;不变;不改变;
(2)由于KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20<Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,所以Cu(OH)2先生成沉淀;一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子,所以离子方程式为
2NH3•H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4+,故答案为:Cu(OH)2;2NH3•H2O+Cu2+=Cu(OH)2↓+2 NH4+;
(3)根据溶液的电中性原则,c(NH4+)=c(Cl-),则c(H+)=c(OH-),则溶液显中性;
因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合,溶液中的溶质为氯化铵,溶液呈酸性,若该溶液恰好呈中性,氨水应稍微过量,所以氨水的浓度大于盐酸的浓度.
故答案为:中;>;
(4)由反应“Cu2+(aq)+Fe(s)═Fe2+(aq)+Cu(s)”可知,在反应中,铁被氧化,失电子,应为原电池的负极,Cu2+在正极上得电子被还原,电解质溶液为含有铜离子的溶液,硫酸铜溶液或氯化铜溶液等;在弱酸性或中性溶液中,铁容易发生吸氧腐蚀,氯化钠溶液呈中性,所以铁在氯化钠溶液中易腐蚀吸氧腐蚀,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-.
故答案为:Fe;硫酸铜溶液或氯化铜溶液等;O2+2H2O+4e-═4OH-.
(2015秋•上饶校级期末)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3(g)平衡浓度不变的是( )
正确答案
解析
解:A、温度和容器的体积不变,充入1mol SO3(g),按化学计量数转化到左边,得到n(SO2)=1mol,n(O2)=0.5mol,不满足2molSO2,1molO2,与原来的平衡不是等效平衡,所以SO3气体平衡浓度改变,故A不符合;
B、温度和容器的压强不变,充入1mol SO3(g),按化学计量数转化到左边,得到n(SO2)=1mol,n(O2)=0.5mol,满足n(SO2):n(O2)=2:1,与原来的平衡是等效平衡,所以SO3气体平衡浓度不改变,故B符合;
C、保持温度和容器的体积不变,再充入2molSO2(g) 和1molO2(g),增大反应物的浓度平衡正移,平衡向正反应移动,SO3的平衡浓度增大,故C不符合;
D、保持温度和容器的压强不变,充入1mol Ar,体积增大,反应混合物产生的压强减小,平衡向正反应移动,移动的结果是增大SO3的浓度,但不能完全抵消因为体积增大引起的浓度减小,所以最终是SO3的平衡浓度减小,故D不符合;
故选:B.
碘钨灯比白炽灯使用寿命长.灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g),△H<0(温度T1<T2).下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应是放热反应,升温平衡左移生成钨,温度降低正向进行钨又沉积到灯丝上;故A正确;
B、该反应的正反应为放热反应,温度升高,化学平衡向左移动.所以灯丝附近温度越高,WI2的转化率越高,B错误;
C、该反应的平衡常数表达式为K=,故C错误;
D、利用该反应,可往钨矿石中,加入I2单质,使其反应生成WI2富集,再通过高温加热WI2生成钨,而提纯W,故D正确;
故选AD.
373K时,某1L恒容密闭容器中加入1molNH3,发生如下可逆反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g).其中物质H2的物质的量随时间变化如图所示.
(1)前 20 s内NH3(g)的平均反应速率为______
(2)373K时该反应的平衡常数的值为______
(3)将原平衡升温至 473K,重新达平衡时(其他条件不变),H2的平衡浓度为NH3的2倍,该反应的正反应为______(填“放热反应”或“吸热反应”),为增大平衡体系中H2的物质的量,下列措施正确的是______(其它条件相同)
a.升高温度 b.扩大容器的体积 c.加入合适的催化剂 d.再充入N2 .
正确答案
解:(1)前 20 s氢气的物质的量变化量为0.3mol,则氨气的变化量为:0.2mol,20 s内NH3(g)的平均反应速率为v==0.01mol/(L•s),故答案为:0.01mol/(L•s);
(2)2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)
初起:1mol 0 0
变化:0.4mol 0.2mol 0.6mol
平衡:0.6mol 0.2mol 0.6mol
所以平衡常数K==0.12,
故答案为:0.12;
(3)将原平衡升温至 473K,重新达平衡时(其他条件不变),H2的平衡浓度为NH3的2倍,说明平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应;为增大平衡体系中H2的物质的量,即使平衡正向移动,a.升高温度 b.扩大容器的体积 可以达到,故答案为:吸热反应;ab.
解析
解:(1)前 20 s氢气的物质的量变化量为0.3mol,则氨气的变化量为:0.2mol,20 s内NH3(g)的平均反应速率为v==0.01mol/(L•s),故答案为:0.01mol/(L•s);
(2)2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)
初起:1mol 0 0
变化:0.4mol 0.2mol 0.6mol
平衡:0.6mol 0.2mol 0.6mol
所以平衡常数K==0.12,
故答案为:0.12;
(3)将原平衡升温至 473K,重新达平衡时(其他条件不变),H2的平衡浓度为NH3的2倍,说明平衡向正反应方向移动,正反应是吸热反应;为增大平衡体系中H2的物质的量,即使平衡正向移动,a.升高温度 b.扩大容器的体积 可以达到,故答案为:吸热反应;ab.
液氨常用作制冷剂,回答下列问题
(1)一定条件下在密闭容器中发生反应:
a.NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g)
b.2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)
①写出反应a的平衡常数表达式______.
②达到平衡后,扩大容器体积,反应b的移动方向______(填“正向”、“逆向”或“不移动”),达到新的平衡时容器内颜色将怎样变化______(填“加深”、“变浅”或“不变”).
(2)工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.60kJ•mol-1
下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是______(填序号).
a.单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
b.单位时间内生成6n mol N-H键的同时生成2n mol H-H键
c.用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2
d.混合气体的平均摩尔质量增大
e.容器内的气体密度不变
(3)已知合成氨反应在某温度下2L的密闭容器中进行,测得如下数据:
根据表中数据计算:
①反应进行到2h时放出的热量为______ kJ.
②0~1h内N2的平均反应速率为______ mol•L-1•h-1.
③此温度下该反应的化学平衡常数K=______(保留两位小数).
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00mol,化学平衡将向______方向移动(填“正反应”或“逆反应”).
(4)肼(N2H4)的性质类似于NH3,极易溶于水,与水反应生成一种二元弱碱在溶液中分步电离,请用离子反应方程式表示其水溶液显碱性的原因______.
正确答案
解:(1)①化学平衡常数K=[NH3][HI],故答案为:K=[NH3][HI];
②方程式a是反应前后气体体积增大的反应,b方程式反应前后气体体积不变,所以增大容器体积,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡向正反应方向移动,因为容器体积增大,平衡时气体颜色变浅,故答案为:正向;变浅;
(2)a.单位时间内生成2nmolNH3的同时消耗3nmolH2,同时生成3n molH2,则氢气的正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故错误;
b.单位时间内生成6nmolN-H键时消耗3nmolH-H键,实际上同时生成2n molH-H键,则v(正)>v(逆),则平衡向在反应方向移动,故正确;
c.用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2,无论该反应是否达到平衡状态都存在反应速率之比为1:3:2,所以不能确定该反应向正反应方向移动,故错误;
d.混合气体质量不变,如果混合气体的平均摩尔质量增大,则平衡向气体体积减小的正反应方向移动,故正确;
e.混合气体质量不变,容器体积不变,所以容器内的气体密度始终不变,故错误;
故选:bd;
(3)①该反应有1mol氮气参加反应放出92.60kJ热量,则生成(1.50-1.20)mol氮气参加反应放出的热量==27.78kJ,故答案为:27.78;
②2h内,v(NH3)==0.1mol/(L.h),同一可逆反应中,同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(N2)=
v(NH3)=0.05mol/(L.h),
故答案为:0.05;
③2h时,△n(N2)=(1.50-1.20)mol=0.30mol,根据N2---2NH3之间的关系式得△n(NH3)=2△n(N2)=0.60mol,3h和4h时,各物质的物质的量不变,则该反应达到平衡状态,c(NH3)==0.5mol/L,c(N2)
==0.5mol/L,c(H2)=
=1.5mol/L,
化学平衡常数K==
=0.15,
故答案为:0.15;
④再加入N2、H2和NH3各1.00mol,c(NH3)=1mol/L,c(N2)=1mol/L,c(H2)=2mol/L,
浓度商==0.125<K,则平衡向正反应方向移动,故答案为:正反应;
(4)肼(N2H4)的性质类似于NH3,极易溶于水,与水反应生成一种二元弱碱N2H4•2H2O,该二元弱碱电离,电离方程式为:N2H4•2H2O⇌[N2H5•H2O]++OH-,故答案为:N2H4•2H2O⇌[N2H5•H2O]++OH-.
解析
解:(1)①化学平衡常数K=[NH3][HI],故答案为:K=[NH3][HI];
②方程式a是反应前后气体体积增大的反应,b方程式反应前后气体体积不变,所以增大容器体积,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡向正反应方向移动,因为容器体积增大,平衡时气体颜色变浅,故答案为:正向;变浅;
(2)a.单位时间内生成2nmolNH3的同时消耗3nmolH2,同时生成3n molH2,则氢气的正逆反应速率相等,所以该反应达到平衡状态,故错误;
b.单位时间内生成6nmolN-H键时消耗3nmolH-H键,实际上同时生成2n molH-H键,则v(正)>v(逆),则平衡向在反应方向移动,故正确;
c.用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2,无论该反应是否达到平衡状态都存在反应速率之比为1:3:2,所以不能确定该反应向正反应方向移动,故错误;
d.混合气体质量不变,如果混合气体的平均摩尔质量增大,则平衡向气体体积减小的正反应方向移动,故正确;
e.混合气体质量不变,容器体积不变,所以容器内的气体密度始终不变,故错误;
故选:bd;
(3)①该反应有1mol氮气参加反应放出92.60kJ热量,则生成(1.50-1.20)mol氮气参加反应放出的热量==27.78kJ,故答案为:27.78;
②2h内,v(NH3)==0.1mol/(L.h),同一可逆反应中,同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(N2)=
v(NH3)=0.05mol/(L.h),
故答案为:0.05;
③2h时,△n(N2)=(1.50-1.20)mol=0.30mol,根据N2---2NH3之间的关系式得△n(NH3)=2△n(N2)=0.60mol,3h和4h时,各物质的物质的量不变,则该反应达到平衡状态,c(NH3)==0.5mol/L,c(N2)
==0.5mol/L,c(H2)=
=1.5mol/L,
化学平衡常数K==
=0.15,
故答案为:0.15;
④再加入N2、H2和NH3各1.00mol,c(NH3)=1mol/L,c(N2)=1mol/L,c(H2)=2mol/L,
浓度商==0.125<K,则平衡向正反应方向移动,故答案为:正反应;
(4)肼(N2H4)的性质类似于NH3,极易溶于水,与水反应生成一种二元弱碱N2H4•2H2O,该二元弱碱电离,电离方程式为:N2H4•2H2O⇌[N2H5•H2O]++OH-,故答案为:N2H4•2H2O⇌[N2H5•H2O]++OH-.
在密闭容器中发生如下反应:aX(g)+bY(g)⇌cZ(g)+d W(g).反应达平衡后保持温度不变,将气体体积压缩到原来的,当再次达平衡时,W的浓度为原平衡时的1.8倍.下列叙述中不正确的是( )
正确答案
解析
解:在密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g)⇌cZ(g)+dW(g),反应达到平衡后,保持温度不变,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,不考虑平衡移动,只考虑体积改变,W浓度应为原来的2倍,题干中W的浓度为原平衡的1.8倍,说明平衡逆向进行,依
A、依据条件改变分析判断平衡逆向进行,故A正确;
B、压缩容器体积,压强增大,平衡逆向进行,所以逆向是气体体积减小的反应,所以a+b<c+d,故B正确;
C、反应平衡逆向进行,Z的体积分数减小,故C错误;
D、平衡逆向进行,X转化率减小,故D正确;
故选C.
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