- 化学平衡
- 共20016题
在2L容器中,放入0.4molA和0.6molB,在一定温度下,压强为p,放入催化剂(体积忽略)发生反应:2A(气)+3B(气)⇌xC(气)+2D(气)在a min后,容器中:C(A)=0.1mol/L.
(1)若温度和压强均未改变,则:V(B)=______;x=______
(2)若温度不变,压强变为0.9p,则:V(C)=______;x=______.
正确答案
解:(1)反应前,A的浓度为=0.2mol/L,故v(A)=
=
mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,故v(B)=
v(A)=
×
mol/(L•min)=
mol/(L•min);
一定温度下,容器的体积为定值,压强未改变,说明气体的物质的量不变,即反应前后气体的化学计量数之和相等,2+3=x+3,解得x=3;
故答案为:mol/(L•min);3;
(2)a min后,A的物质的量变化为0.4mol-0.1mol/L×2L=0.2mol,
2A(气)+3B(气)⇌xC(气)+2D(气)气体减少△n
2 (3-x)
0.2mol (0.4mol+0.6mol)×(1-0.9)=0.1mol
所以2:(3-x)=0.2mol:0.1mol,解得x=2
速率之比等于化学计量数之比,故v(C)=v(A)=mol/(L•min),
故答案为:mol/(L•min),2.
解析
解:(1)反应前,A的浓度为=0.2mol/L,故v(A)=
=
mol/(L•min),速率之比等于化学计量数之比,故v(B)=
v(A)=
×
mol/(L•min)=
mol/(L•min);
一定温度下,容器的体积为定值,压强未改变,说明气体的物质的量不变,即反应前后气体的化学计量数之和相等,2+3=x+3,解得x=3;
故答案为:mol/(L•min);3;
(2)a min后,A的物质的量变化为0.4mol-0.1mol/L×2L=0.2mol,
2A(气)+3B(气)⇌xC(气)+2D(气)气体减少△n
2 (3-x)
0.2mol (0.4mol+0.6mol)×(1-0.9)=0.1mol
所以2:(3-x)=0.2mol:0.1mol,解得x=2
速率之比等于化学计量数之比,故v(C)=v(A)=mol/(L•min),
故答案为:mol/(L•min),2.
(2015秋•西昌市期末)反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g),△H<0在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产物Z的物质的量n与反应时间t的关系如图所示.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:根据温度对反应速率的影响可知,温度越高,反应速率越大,则达到平衡用的时间越少,曲线的斜率越大,故有:T1>T2;
根据压强对反应速率的影响可知,压强越大,反应速率越大,则达到平衡用的时间越少,曲线的斜率越大,故有:P1>P2,
故选C.
(2015秋•天津期末)在恒温恒压下,向密闭容器中充入4molSO2和2molO2,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.2min后,反应达到平衡,生成SO3为1.4mol,同时放出热量Q kJ,则下列分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应在恒温恒压条件下进行,应前后的压强之比为1;1,故A错误;
B、若容器体积不变,v(SO3)==0.35mol/(L•min),但反应是在恒温恒压条件进行,反应达到平衡时,容器体积小于2L,v(SO3)>0.35mol/(L•min),故B错误;
C、若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应,反应是放热反应,绝热温度升高,平衡逆向进行,平衡后n(SO3)<1.4mol,故C正确;
D、若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应,反应过程中压强减小,平衡逆向进行,达平衡时放出热量小于Q kJ,故D错误;
故选C.
在80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O4⇌2NO2,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
(1)计算20~40s内用N2O4表示的平均反应速率为______ mol•L-1•s-1.
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K=______.
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色______(填“变浅”、“变深”或“不变”).
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有______(填字母).
a.增大N2O4起始浓度
b.向混合气体中通入NO2
c.使用高效催化剂
d.升高温度.
正确答案
解:(1)20s时△n(NO2)=0.24mol,故△n(N2O4)=△n(NO2)=
×0.24mol=0.12mol,所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol,故20s~40s参加反应的四氧化二氮的物质的量为0.28mol-0.2mol=0.08mol,所以20s-40s内用N2O4表示的平均反应速率为
=0.0020mol/(L•s),
故答案为:0.0020;
(2)由表中数据可知80s时,反应达平衡状态,由(1)中计算可知d=e=0.1mol,故c(N2O4)==0.05mol/L,c(NO2)=
=0.3mol/L,所以该温度下平衡常数k=
mol•L-1=1.8mol•L-1,,
故答案为:1.8mol•L-1;
(3)该反应正反应是吸热反应,降低温度平衡向逆反应方向移动,NO2浓度减小,气体的颜色变浅,
故答案为:变浅;
(4)平衡常数只受温度影响,要增大该反应的K值,应改变温度使平衡向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,故应升高温度平衡向正反应移动,平衡常数K增大,
故答案为:d.
解析
解:(1)20s时△n(NO2)=0.24mol,故△n(N2O4)=△n(NO2)=
×0.24mol=0.12mol,所以a=0.4mol-0.12mol=0.28mol,故20s~40s参加反应的四氧化二氮的物质的量为0.28mol-0.2mol=0.08mol,所以20s-40s内用N2O4表示的平均反应速率为
=0.0020mol/(L•s),
故答案为:0.0020;
(2)由表中数据可知80s时,反应达平衡状态,由(1)中计算可知d=e=0.1mol,故c(N2O4)==0.05mol/L,c(NO2)=
=0.3mol/L,所以该温度下平衡常数k=
mol•L-1=1.8mol•L-1,,
故答案为:1.8mol•L-1;
(3)该反应正反应是吸热反应,降低温度平衡向逆反应方向移动,NO2浓度减小,气体的颜色变浅,
故答案为:变浅;
(4)平衡常数只受温度影响,要增大该反应的K值,应改变温度使平衡向正反应方向移动,该反应正反应是吸热反应,故应升高温度平衡向正反应移动,平衡常数K增大,
故答案为:d.
化学用语是学习化学的重要工具,下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、苯环中不含碳碳双键,依据给出条件不能计算反应的焓变,故A错误;
B、SO2通入Ba(NO3)2溶液,发生氧化还原反应,生成硫酸钡和一氧化氮,所以离子方程式为:3SO2+Ba2++2NO3-+2H2O=BaSO4↓+2NO+2SO42-+4H+,故B正确;
C、可以用铜为阳极,碳为阴极,阳极发生Cu-2e-=Cu2+,阴极发生2H++2e-=H2↑,总的电极反应式为:Cu+H2SO4CuSO4+H2↑,故C错误;
D、1000℃时,Na2S(s)全部移走,Na2SO4和H2要转化成Na2S,所以平衡正向移动,故D错误;
故选B.
某兴趣小组为探究温度、压强对可逆反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(s)的影响,进行了如下实验:恒温条件下,往一个容积为10L的密闭容器中充入1molA和1molB,反应达平衡时测得容器中各物质的浓度为[浓度1].然后改变外界条件又做了两组实验:①只升高温度;②只改变体系压强;分别测得新平衡时容器中各成分的浓度为[浓度2]、[浓度3].
请找
出实验操作①②与实验数据[浓度2]、[浓度3]的对应关系,并分析下列结论,其中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、升高温度后,反应物A、B的浓度增大,C的浓度减小,说明化学平衡向着逆向移动,可判断出正反应是放热反应,故A正确;
B、由于D是固体,该反应在正反应是体积缩小的反应,由[浓度3]与[浓度1]的比较,[浓度3]反应物浓度增加、生成物浓度减小,平衡向着逆向移动,说明是减小了压强,故B错误;
C、反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(s)中,A和B加入的物质的量相等,化学计量数相等,所以反应达平衡时,第Ⅰ组消耗的B的物质的量与A的物质的量相等,故a=0.05,故C正确;
D、将C的浓度完全转化成A、B的浓度,A、B的浓度都为0.168mol/L,物质的量为1.68mol,最初加入的A、B的物质的量均为1mol,显然在测定过程中出现了很大误差,故D正确;
故选B.
在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g)⇌N2O4(g) 达到平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数( )
正确答案
解析
解:假设在题给的过程中,容器的体积从A变化到A+B(见图),这个过程也可以理解成:假设有一个虚拟的隔板可以保持A的体积不变,在B中充入NO2,使其反应直至达到平衡.很明显,在同温、同压下,A、B中达到平衡后,NO2、N2O4的质量分数分别相等.这时,抽去虚拟的隔板,将B压缩至A,平衡正向移动,NO2的体积分数减小.
故选C.
(2015春•北京校级期中)已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正向移动时,下列有关叙述正确的是:( )
①生成物的百分含量一定增加;②生成物的产量一定增加; ③反应物的转化率一定增大;
④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使用合适的催化剂.
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,若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,故②正确;
③降低生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大,但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,自身转化率降低,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,反应物的浓度比改变条件前大,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,平衡不移动,故⑥错误;
综上所述②⑤正确,故选B.
(2015秋•安阳校级期末)下列说法中,能说明化学平衡一定向正反应方向移动的是( )
正确答案
解析
解:A、增大压强平衡向体积减小的方向移动,即向逆反应移动,NO2浓度增大,颜色加深.若恒容下加入N2O4,平衡向正反应移动,NO2浓度增大,颜色加深,所以平衡不一定向正反应移动,故A错误;
B、增大压强平衡向体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,NH3的体积分数增大.增大氨气的浓度平衡向逆反应移动,移动的结果是降低氨气浓度增大的趋势,平衡时仍比原来的浓度高,所以平衡不一定向正反应移动,故B错误;
C、单位时间内消耗H2和HI的物质的量之比等于1:2,处于平衡状态,大于1:2,说明氢气的消耗速率大于生成速率,反应未到达平衡状态,反应向正反应进行,故C正确;
D、恒温恒容充入He,反应混合气体各组分的浓度不变,平衡不移动,故D错误.
故选C.
合成氨反应为N2+3H2≒2NH3,今有A、B、C、D四个容器,每个容器中有两种操作,两种操作分别达到平衡后,操作1中N2和操作2中NH3转化率之和一定不为1的是(起始体积相等)( )
正确答案
解析
解:A、该反应正反应是气体体积减少的反应,恒温恒容下,加操作2转化到左边,可得1 mol N2+3 mol H2,与操作1对应各组分的物质的量相等,与操作1为等效平衡,平衡时NH3的物质的量相同,令操作1中N2的转化率为a,由方程式可知平衡时NH3为2amol;操作2中 NH3的转化率为b,平衡时NH3为2(1-b)mol,所以有2amol=2(1-b)mol,整理得a+b=1,故A不符合;
B、该反应正反应是气体体积减少的反应,恒温恒压下,加操作2转化到左边,可得1 mol N2+3 mol H2,与操作1对应各组分的物质的量之比相等,与操作1为等效平衡,平衡时NH3的含量相同,令操作1中N2的转化率为a,由方程式可知平衡时NH3为2amol,平衡时总的物质的量为(4+2a)mol;操作2中 NH3的转化率为b,平衡时NH3为2(1-b)mol,总的物质的量为(2+2b)mol,所以=
,整理得a+b=1,故B不符合;
C、该反应正反应是气体体积减少的反应,恒温恒容下,加操作2转化到左边,可得1.5 mol N2+4.5mol H2,与操作1对应各组分的物质的量不相等,与操作1不是等效平衡,可等效为在操作2在操作1的基础上增大压强,平衡时NH3含量增大、物质的量比操作1增大,令操作1中N2的转化率为a,由方程式可知平衡时NH3为2amol,平衡时总的物质的量为(4+2a)mol;操作2中 NH3的转化率为b,平衡时NH3为3(1-b)mol,总的物质的量为(3+3b)mol,所以<
,整理得a+b<1,故C符合;
D、该反应正反应是气体体积减少的反应,恒温恒压下,加操作2转化到左边,可得1.5mol N2+4.5mol H2,与操作1对应各组分的物质的量之比相等,与操作1为等效平衡,平衡时NH3的含量相同,令操作1中N2的转化率为a,由方程式可知平衡时NH3为2amol,平衡时总的物质的量为(4+2a)mol;操作2中 NH3的转化率为b,平衡时NH3为3(1-b)mol,总的物质的量为(3+3b)mol,所以所以=
,整理得a+b=1,故D不符合;
故选C.
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