- 化学平衡
- 共20016题
Ⅰ.在水溶液中橙红色的Cr2O72-与黄色的CrO42-有下列平衡关系:Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+,把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液是橙色.
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈______色,因为______.
(2)上述反应平衡常数表达式K=______
Ⅱ.将CoCl2溶解于盐酸中可以形成CoCl42-,在溶液中存在下面的化学平衡:Co(H2O)62+[粉红色]+4Cl-⇌6H2O+CoCl42-[蓝色]△H>0.取一支试管,向其中加入少量氯化钴晶体,再逐滴加入浓盐酸至晶体完全溶解,然后滴加水至溶液呈紫色为止.将所得溶液分装于二支试管中,
(1)其一将所得溶液置于热水中,观察到的实验现象是______,因为______.
(2)其二将所得溶液加水稀释[稀释过程的变化相当于化学平衡移动原理中改变压强的变化],稀释一倍后,重新达到平衡时,______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)该反应的升高温度,K值将______(填“增大”、“减小”或“不变”).
正确答案
解:Ⅰ.(1)加入少量NaOH固体,中和氢离子,氢离子浓度降低,平衡向右移动,溶液呈黄色,故答案为:黄;加入少量NaOH固体,中和氢离子,氢离子浓度降低,平衡向右移动;
(2)根据化学平衡常数的定义,可知Cr2O72-(aq)+H2O(l)⇌2CrO42-(aq)+2H+(aq)的平衡常数K=,故答案为:
;
Ⅱ.(1)正反应是吸热反应,则上述平衡正向移动,溶液由粉红色逐渐变蓝色,故答案为:粉红色逐渐变蓝色;正反应是吸热反应,则上述平衡正向移动;
(2)加水稀释促进水解,平衡逆向移动,所以 增大,故答案为:增大;
(3)正反应是吸热反应,温度升高K值变大,故答案为:增大.
解析
解:Ⅰ.(1)加入少量NaOH固体,中和氢离子,氢离子浓度降低,平衡向右移动,溶液呈黄色,故答案为:黄;加入少量NaOH固体,中和氢离子,氢离子浓度降低,平衡向右移动;
(2)根据化学平衡常数的定义,可知Cr2O72-(aq)+H2O(l)⇌2CrO42-(aq)+2H+(aq)的平衡常数K=,故答案为:
;
Ⅱ.(1)正反应是吸热反应,则上述平衡正向移动,溶液由粉红色逐渐变蓝色,故答案为:粉红色逐渐变蓝色;正反应是吸热反应,则上述平衡正向移动;
(2)加水稀释促进水解,平衡逆向移动,所以 增大,故答案为:增大;
(3)正反应是吸热反应,温度升高K值变大,故答案为:增大.
(2016春•信阳校级月考)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g)+yB(g)⇌zC(g),达到平衡时,测的A的浓度为0.5mol/L,在温度不变的条件下,将容器的体积扩大到两倍,使再达到平衡,测的A的浓度降低为0.3mol/L,下列有关判断正确的是( )
正确答案
解析
解:由信息可知,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时测得A的浓度为0.30mol/L,体积增大,相当于压强减小,化学平衡逆向移动,则
A.减小压强,向气体体积增大的方向移动,则x+y>z,故A错误;
B.由上述分析可知,平衡逆向移动,故B错误;
C.平衡逆向移动,但是体积变为原来的2倍,所以A的体积分数下降,故C正确;
D.平衡逆向移动,但是体积变为原来的2倍,B的浓度减小,故D错误;
故选:C.
在一固定容积的密闭容器中进行如下反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)也伴随有能量变化,其平衡常数K和温度t的关系如表一:
表一:
①该反应的平衡常数k的表达式为______.
②能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是______.
A、容器中压强不变 B、混合气体中CO浓度不变
C、v(H2)正═v(H2O)逆 D、c(CO2)═c(CO)
③在850℃时,可逆反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),在该容器内各种物质的浓度变化如表二.
表二:
计算:3min~4min达到平衡时,CO的物质的量分数是______,CO2(g)的转化率α=______.
正确答案
BC
0.12mol/L
60%
解析
解:①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K=,
故答案为:K=;
②A.因该反应为反应前后气体体积不变的反应,故容器中压强不变不能作为平衡状态的判据,故A错误;
B.混合气体中CO浓度不变,表明各组分的浓度不再变化,达到了平衡状态,故B正确;
C.v(H2)正═v(H2O)逆,是正逆反应速率相等的体现,能作为平衡状态的判据,故C正确;
D.c(CO2)=c(CO)不能判断化学平衡状态,和起始量有关,故D错误;
故答案为:BC.
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
起始浓度/mol•L-1 0.2 0.3 0 0
变化浓度/mol•L-1:c3 c3 c3 c3
平衡浓度/mol•L-1:0.2-c3 0.3-c3 c3 c3
由题意知,850℃时,K=1.0,即
K==
=1.0
解得 c3=0.12mol/L,
二氧化碳的转化率==60%,
故答案为:0.12mol/L、60%.
向容积为2L的密闭容器中加入2mol A、0.6mol C和一定量的B三种气体.一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图1所示.图2为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件.已知t3-t4阶段为使用催化剂;图1中t0-t1阶段c(B)未画出.
(1)若t1=15min,则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)=______.
(2)t4-t5阶段改变的条件为,B的起始物质的量为.各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:则K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为______(用“>”“<”或“=”连接).
(3)在相同条件下,若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,达到平衡时体系中各物质的量与t1时刻相等,a、b、c要满足的条件为______.
正确答案
解:(1)15min内,以C浓度变化表示的反应速率为v(C)==0.02 mol/(L•min),
故答案为:0.02 mol/(L•min);
(2)反应物的浓度降低,生成物的浓度增大,结合图一可知,A为反应物,C为生成物,A的变化为0.2mol/L,C的变化量为0.3mol/L.又由于该反应为等体积变化的反应,所以B为反应物,根据化学反应的速率之比等于化学方程式前的计量系数比,
该反应的方程式为2A(g)+B(g⇌3C(g),所以,△c(B)=△n(A)=
×0.2mol/L=0.1mol/L,起始2molA所对应的浓度为1mol/L,则体积应是
=2L,故B的起始物质的量为n(B)=(0.1mol/L+0.4mol/L)×2L=1mol,
t1-t2段,处于平衡状态,c(A)平衡=0.8mol/L,c(B)平衡=0.4mol/L,c(C)平衡=0.6mol/L,
K1==
=0.84,
t2-t3段,为改变浓度,平衡移动,平衡常数不变,K2=0.84,
t3-t4段,使用催化剂,加快反应,平衡常数不变,K3=0.84,
t4-t5段,为降低压强,反应速率降低,平衡不移动,平衡常数不变,K4=0.84,
t5-t6段,为升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,
故 K1=K2=K3=K4<K5,
故答案为:K1=K2=K3=K4<K5;
(3)反应的方程式为2A(g)+B(g)⇌3C(g),
根据方程式计算,起始时,将C从理论上转化为A、B,
则A的物质的量为2mol+×0.6mol=2.4mol,B的物质的量为1mol+
×0.6mol=1.2mol,
在相同条件下,若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,要达到t1时刻同样的平衡,则所加物质的物质的量必须折算后与原平衡相等.
所以有a+c=2.4,b+
c=1.2.
故答案为:a+c=2.4,b+
c=1.2.
解析
解:(1)15min内,以C浓度变化表示的反应速率为v(C)==0.02 mol/(L•min),
故答案为:0.02 mol/(L•min);
(2)反应物的浓度降低,生成物的浓度增大,结合图一可知,A为反应物,C为生成物,A的变化为0.2mol/L,C的变化量为0.3mol/L.又由于该反应为等体积变化的反应,所以B为反应物,根据化学反应的速率之比等于化学方程式前的计量系数比,
该反应的方程式为2A(g)+B(g⇌3C(g),所以,△c(B)=△n(A)=
×0.2mol/L=0.1mol/L,起始2molA所对应的浓度为1mol/L,则体积应是
=2L,故B的起始物质的量为n(B)=(0.1mol/L+0.4mol/L)×2L=1mol,
t1-t2段,处于平衡状态,c(A)平衡=0.8mol/L,c(B)平衡=0.4mol/L,c(C)平衡=0.6mol/L,
K1==
=0.84,
t2-t3段,为改变浓度,平衡移动,平衡常数不变,K2=0.84,
t3-t4段,使用催化剂,加快反应,平衡常数不变,K3=0.84,
t4-t5段,为降低压强,反应速率降低,平衡不移动,平衡常数不变,K4=0.84,
t5-t6段,为升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大,
故 K1=K2=K3=K4<K5,
故答案为:K1=K2=K3=K4<K5;
(3)反应的方程式为2A(g)+B(g)⇌3C(g),
根据方程式计算,起始时,将C从理论上转化为A、B,
则A的物质的量为2mol+×0.6mol=2.4mol,B的物质的量为1mol+
×0.6mol=1.2mol,
在相同条件下,若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C,要达到t1时刻同样的平衡,则所加物质的物质的量必须折算后与原平衡相等.
所以有a+c=2.4,b+
c=1.2.
故答案为:a+c=2.4,b+
c=1.2.
工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2 (g)⇌CH3OH (g)△H=-116kJ/mol
(1)该反应的化学平衡常数表达式为______;
(2)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是______ (填字母序号).
a.随时将CH3OH与反应混合物分离 b.降低反应温度
c.使用高效催化剂 d.增大体系压强
(3)一定条件下,将1mol CO与3mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是______ (填字母序号).
a.c(H2 )减少 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加 d.重新平衡c(H2 )/c(CH3OH )减小
(4)在密闭容器中充有1mol CO与2mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示.
①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,tA______tC(填“大于”、“小于”或“等于“).
②若A点时容器的体积为1L,该温度下B点的平衡常数K=______.
正确答案
解:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=,故答案为:
;
(2)a.随时将CH3OH与反应混合物分离,反应速率减小,转化率增加,故a不选;
b.降低反应温度,反应速率减小,转化率增加,故b不选;
c.使用高效催化剂,速率加快,但平衡不移动,转化率不变,故c不选;
d.增大体系压强,压强越大,速率越快,平衡正向移动,转化率增加,故选d,
故答案为:d;
(3)平衡后将容器的容积压缩到原来的,相当增加压强,a.c(H2)减少,体积压缩到原来的一半,如果平衡不移动,浓度应原来的2倍,平衡正向移动,移动的结果是减弱而不是抵消,所以浓度应在原平衡的基础上增加,故a不选;b.正、逆反应速率都加快,故b不选;c.平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,故c正确;d.重新平衡
的分子和分母都乘以体积,实际上就是氢气的物质的量和甲醇的物质的量之比,因为平衡正向移动,氢气的物质的量在减小,甲醇的量在增加,两者的比值减小,故d正确,故答案为:cd;
(4)①由图可知A点低于C的温度,温度越高反应速率越快所需时间越短,所以tA大于tC,故答案为:大于;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
初起浓度 1mol/L 2mol/L 0
变化量 0.5mol/L 1mol/L 0.5mol/L
平衡量 0.5mol/L 1mol/L 0.5mol/L
故K==1L2mol-2,
故答案为:1L2mol-2.
解析
解:(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=,故答案为:
;
(2)a.随时将CH3OH与反应混合物分离,反应速率减小,转化率增加,故a不选;
b.降低反应温度,反应速率减小,转化率增加,故b不选;
c.使用高效催化剂,速率加快,但平衡不移动,转化率不变,故c不选;
d.增大体系压强,压强越大,速率越快,平衡正向移动,转化率增加,故选d,
故答案为:d;
(3)平衡后将容器的容积压缩到原来的,相当增加压强,a.c(H2)减少,体积压缩到原来的一半,如果平衡不移动,浓度应原来的2倍,平衡正向移动,移动的结果是减弱而不是抵消,所以浓度应在原平衡的基础上增加,故a不选;b.正、逆反应速率都加快,故b不选;c.平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,故c正确;d.重新平衡
的分子和分母都乘以体积,实际上就是氢气的物质的量和甲醇的物质的量之比,因为平衡正向移动,氢气的物质的量在减小,甲醇的量在增加,两者的比值减小,故d正确,故答案为:cd;
(4)①由图可知A点低于C的温度,温度越高反应速率越快所需时间越短,所以tA大于tC,故答案为:大于;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
初起浓度 1mol/L 2mol/L 0
变化量 0.5mol/L 1mol/L 0.5mol/L
平衡量 0.5mol/L 1mol/L 0.5mol/L
故K==1L2mol-2,
故答案为:1L2mol-2.
工业上制备高纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g)═Si(s)+4HCl(g)△H=+Q kJ/mol(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、从方程式可以看出,反应物气体的计量数之和小于生成物气体的计量数之和,则增大压强,平衡向逆反应方向移动,SiCl4的转化率减小,故A错误;
B、该反应为可逆反应,1molSiCl4不能完全转化,达平衡时,吸收热量小于QkJ,故B错误;
C、反应至4min时,若HCl浓度为0.12mol/L,则v(HCl)==0.03mol/(L•min),根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=
×v(HCl)=
×0.03mol/(L•min)=0.015mol/(L•min),故C错误;
D、由方程式可知,当反应吸收热量为0.025QkJ时,生成HCl的物质的量为×4=0.1mol,100mL1mol/L的NaOH的物质的量为0.1L×1mol/L=0.1mol,二者物质的量相等,恰好反应,故D正确;
故选D.
反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H>0.下列反应条件有利于生成C的是( )
正确答案
解析
解:该反应是气体体积减小、吸热的可逆反应,要使该反应向正反应方向移动,可采取加压、升高温度、减小C的浓度、增加反应物的浓度的方法.
故选C.
下列有关反应限度的叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、大多数化学反应在一定条件都有一定限度,最终达到化学平衡状态,故A正确;
B、反应向焓减减少的方向进行,NH4HCO3受热分解是吸热反应,不能自发进行,故B错误;
C、用催化剂可降低反应活化能,同等程度加快正逆反应速率,但是不会改变反应限度,故C错误;
D、FeCl3溶液与KSCN溶液反应达到平衡时,加入少量KCl固体,溶液中Fe3+、SCN-浓度不变,K+和Cl-不参加反应,平衡不移动,溶液颜色无明显变化,故D错误.
故选:A.
(2015春•鹤岗校级期末)下列有关化学平衡常数K的说法中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A.平衡常数是温度的函数,只与温度有关,对于同一个化学反应来说,在相同温度下,平衡常数为定值,故A错误;
B.温度升高,如平衡向正反应方向移动,则K值增大,如向逆反应方向移动,则K值减小,故B错误;
C.K值越大,说明平衡时生成物浓度越大,反应物浓度越小,则反应物的转化率越大,故C正确;
D.K值越大,反应物的转化率越大,则正向反应进行的程度越大,故D错误.
故选C.
一定温度下向体积恒定的密闭容器中加入2mol SO2和1mol O2,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡体系,向平衡体系中再加入SO3气体,容器内压强______,化学平衡向______移动,使其达到平衡后,再向平衡体系中再次加入2mol SO2和1mol O2,容器内压强______,化学平衡向______移动,再次达到平衡,三次平衡体系中SO3的体积分数大小为:______(用“>”、“<”或“=”连接).
正确答案
解:体积恒定,向平衡体系中再加入SO3气体,容器内的压强增大,三氧化硫转化为二氧化硫和氧气,所以平衡逆向移动;再向平衡体系中再次加入2mol SO2和1mol O2,容器内压强增大,化学平衡正向移动,再次达到平衡,由于两次平衡体系压强都增大,三次平衡体系中SO3的体积分数为:Q1<Q2<Q3,故答案为:增大;逆向;增大;正向;Q1<Q2<Q3.
解析
解:体积恒定,向平衡体系中再加入SO3气体,容器内的压强增大,三氧化硫转化为二氧化硫和氧气,所以平衡逆向移动;再向平衡体系中再次加入2mol SO2和1mol O2,容器内压强增大,化学平衡正向移动,再次达到平衡,由于两次平衡体系压强都增大,三次平衡体系中SO3的体积分数为:Q1<Q2<Q3,故答案为:增大;逆向;增大;正向;Q1<Q2<Q3.
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