- 化学平衡
- 共20016题
反应A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示(E1>0,E2>0),回答下列问题.
(1)图中该反应是______反应(填“吸热”或“放热”).反应热△H的表达式为______
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率反应过程______(填“增大”“减小”或“不变”).
(3)在反应体系中加入催化剂,E1和E2的变化是:E1______,E2______(填“增大’“减小”或“不变”),化学______平衡移动(填“向左”、“向右”或“不”).
正确答案
解:(1)根据图中信息得到:反应物的能量高于生成物的能量,反应是放热反应,焓变=产物的能量-反应物的能量,图中,E1是普通分子变为活化分子吸收的能量,E2 是活化分子之间的反应生成产物的能量变化,E1-E2 是反应物和产物的能量之差,反应是放热的,所以焓变=E1-E2 <0,故答案为:放热;
(2)当反应达到平衡时,升高温度,化学反应向着吸热方向进行,即逆向进行,所以反应物A的转化率减小,故答案为:减小
(3)加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小,E2减小;催化剂对反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小无影响,所以不改变反应热的大小,
故答案为:减小;减小;不.
解析
解:(1)根据图中信息得到:反应物的能量高于生成物的能量,反应是放热反应,焓变=产物的能量-反应物的能量,图中,E1是普通分子变为活化分子吸收的能量,E2 是活化分子之间的反应生成产物的能量变化,E1-E2 是反应物和产物的能量之差,反应是放热的,所以焓变=E1-E2 <0,故答案为:放热;
(2)当反应达到平衡时,升高温度,化学反应向着吸热方向进行,即逆向进行,所以反应物A的转化率减小,故答案为:减小
(3)加入催化剂能降低反应的活化能,所以E1减小,E2减小;催化剂对反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小无影响,所以不改变反应热的大小,
故答案为:减小;减小;不.
工业生产中产生的含SO2废气经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙,硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、水泥等,以下是工业利用硫酸钙的部分流程:
(1)生产中常在装置Ⅰ里加入SiO2,其主要作用:①生产水泥;②还可______.
(2)装置Ⅱ中,为了提高SO2的转化率,可采用的措施是:______.
A.加入V2O5作催化剂 B.采用过量SO2 C.低温 D.通入过量空气
(3)装置Ⅲ中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO).
已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1
CH3OH(g)+1/2O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ•mol-1
试写出CO与H2在一定条件下反应生成CH3OH(g)的热化学方程式______;若将生成的CH3OH与氢氧化钾溶液、氧气构成燃料电池,则燃料电池的负极反应式为:______.
(4)已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.10×10-5.在0.100L 0.200mol•L-1CaCl2溶液中加入2.72g CaSO4粉末充分搅拌后,假设溶液的体积变化忽略不计,则溶液中SO42-物质的量浓度为:______mol•L-1.
正确答案
解:(1)二氧化硅和氧化钙的反应是吸热反应,所以向装置Ⅰ里加入SiO2,还能降低反应所需温度或降低能耗,
故答案为:降低反应所需温度或降低能耗;
(2)二氧化硫和氧气生成三氧化硫的反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,降低温度、增大压强、增大氧气的量或减少三氧化硫的量都能使反应向正反应方向移动,但温度过低,反应速率降低,不利于工业生产,所以为提高SO2的转化率,可采用的措施通入过量空气,故选D;
(3)2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1 ①
2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1②
CH3OH(g)+1/2O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ•mol-1③
将方程式得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g);△H=
-(-192.9kJ•mol-1)=-90.1 kJ•mol-1,甲醇、氧气燃料电池中,负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,
故答案为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g);△H=-90.1 kJ•mol-1,CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(4)c(SO42-)==
=3.55×10-4 mol/L,故答案为:3.55×10-4.
解析
解:(1)二氧化硅和氧化钙的反应是吸热反应,所以向装置Ⅰ里加入SiO2,还能降低反应所需温度或降低能耗,
故答案为:降低反应所需温度或降低能耗;
(2)二氧化硫和氧气生成三氧化硫的反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,降低温度、增大压强、增大氧气的量或减少三氧化硫的量都能使反应向正反应方向移动,但温度过低,反应速率降低,不利于工业生产,所以为提高SO2的转化率,可采用的措施通入过量空气,故选D;
(3)2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1 ①
2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1②
CH3OH(g)+1/2O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ•mol-1③
将方程式得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g);△H=
-(-192.9kJ•mol-1)=-90.1 kJ•mol-1,甲醇、氧气燃料电池中,负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O,
故答案为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g);△H=-90.1 kJ•mol-1,CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;
(4)c(SO42-)==
=3.55×10-4 mol/L,故答案为:3.55×10-4.
现有反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g),达到平衡后,当升高温度时,混合体系中C的质量分数减小;当减小压强时,A的转化率变大,则:
(1)该反应的逆反应为______热反应,且m+n______p(填“>”、“=”或“<”).
(2)加压时,B的质量分数______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同).B的转化率______
(3)若C是有色物质,A、B均无色,则加入A(体积不变)时混合物颜色______;而保持容器体积不变,充入氖气时,混合物颜色______(填“变深”、“变浅”或“不变”).
正确答案
吸
<
增大
减小
变深
不变
解析
解:(1)达到平衡后,当升高温度时,混合体系中C的质量分数减小,说明温度升高平衡向逆反应方向移动,则该反应的逆反应为吸热反应,正反应放热,当减小压强时,A的转化率变大,说明压强减小平衡向正反应方向移动,则方程式中反应物的气体的计量数之和小于生成物气体的化学计量数之和,所以m+n<p,故答案为:吸;<;
(2)增大压强,化学反应向着逆反应方向进行,所以B的质量分数增大,B的转化率减小,故答案为:增大;减小;
(3)加入A(体积不变)时,化学平衡正向移动,所以混合物颜色加深,保持容器体积不变,充入氖气时,各组分浓度不变,平衡不移动,所以混合物颜色不变,故答案为:变深;不变.
对于可逆反应:2SO2+O2 2SO3+Q,下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( )
正确答案
解析
解:A.增大压强,活化分子百分数不变,故A错误;
B.升高温度,反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大,且化学平衡常数发生变化,故B正确;
C.使用催化剂,平衡常数不变,故C错误;
D.多充O2,活化分子百分数、平衡常数不变,故D错误.
故选B.
(2014秋•海淀区期中)如图所示,反应:X(气)+3Y(气)═2Z(气);△H<0,在不同温度、不同压强下(p1>p2),达到平衡时,混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为( )
正确答案
解析
解:由方程式X(气)+3Y(气) 2Z(气)+热量,可知:反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则生成物Z的百分含量减小,可排除A、B选项;
反应前气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和,则增大压强平衡向正反应方向移动,则生成物Z的百分含量增大,又P1>P2,则C正确,D错误.
故选C.
(2015秋•乌鲁木齐校级月考)(1)二氧化硫的催化氧化的过程如图1所示,
其中a、c二步的化学方程式可表示为:SO2+V2O5⇌SO3+V2O4 4VOSO4+O2⇌2V2O5+4SO3.该反应的催化剂是______(写化学式)
(2)压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%,O2 11%,N2 82%):
当合成SO3的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变SO2、O2和SO3的量),反应速率与时间的关系如图2所示.图中t1时引起平衡移动的条件可能是______其中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是______.
(3)550℃时,SO2转化为SO3的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图3所示.将2.0mol SO2和1.0mol O2置于5 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10M Pa.试计算反应2SO3⇌2SO2+O2 在550℃时的平衡常数K=______.
反应达平衡后,下列措施中能使n(SO3)/n(SO2)增大的是______
A.升高温度 B.充入He(g),使体系总压强增大
C.再充入2mol SO2和1mol O2 D.再充入1mol SO2和1mol O2
(4)SO3溶于水得到硫酸.在25°C下,将x mol•L-1的氨水与y mol•L-1的硫酸等体积混合,反应后溶液中显中性,则c(NH4+)______2c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数______.
正确答案
解:(1)依据图1中的转化关系和化学方程式分析,V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫,本身被还原为图中产物V2O4;根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5⇌SO3+V2O4;C是VOSO4转化为SO3,此过程需要重新生成催化剂V2O5,故答案为:V2O5;
(2)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),反应是放热反应,反应前后气体体积减小,依据反应速率与时间的关系图象分析,t1时正逆反应速率都增大,平衡正向移动,引起平衡移动的条件可能是增大压强;由于t3时逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,所以平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是t2-t3,故答案为:增大压强;t2-t3;
(3)体系总压强为0.10M Pa,此时二氧化硫的转化率为80%
2SO2 +O2 2SO3
起始量(mol) 2 1 0
变化量 (mol)2×0.8 0.8 2×0.8
平衡量 (mol) 0.4 0.2 1.6
平衡时各物质的浓度为:[SO2]=0.08mol/L,[O2]=0.04mol/L,[SO3]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到
平衡常数K==
=400 L•mol-1,
则反应2SO3⇌2SO2+O2 在550℃时的平衡常数K==2.5×10-3 ;
2SO2+O22SO3,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析;
A.升高温度,平衡逆向进行,n(SO3)/n(SO2)比值减小,故A不符合;
B.充入He(g),使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,n(SO3)/n(SO2)比值不变,故B不符合;
C.再充入2mol SO2和1mol O2,相当于增大压强平衡正向进行,n(SO3)/n(SO2)比值增大,故C符合;
D.再充入1mol SO2和1mol O2,二氧化硫转化率增大,n(SO3)/n(SO2)比值增大,故D符合;
故答案为:2.5×10-3;CD;
(4)溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),电荷守恒得:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以c(NH4+)=2c(SO42-),将x mol•L-1的氨水与ymol•L-1的硫酸等体积混合,反应后溶液显中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,
溶液中c(NH4+)=2c(SO42-)=ymol/L,混合后反应前c(NH3•H2O)=mol/L,则反应后c(NH3•H2O)=(
-y)mol/L,
则K==
=
,故答案为:=;
.
解析
解:(1)依据图1中的转化关系和化学方程式分析,V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫,本身被还原为图中产物V2O4;根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5⇌SO3+V2O4;C是VOSO4转化为SO3,此过程需要重新生成催化剂V2O5,故答案为:V2O5;
(2)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),反应是放热反应,反应前后气体体积减小,依据反应速率与时间的关系图象分析,t1时正逆反应速率都增大,平衡正向移动,引起平衡移动的条件可能是增大压强;由于t3时逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,所以平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是t2-t3,故答案为:增大压强;t2-t3;
(3)体系总压强为0.10M Pa,此时二氧化硫的转化率为80%
2SO2 +O2 2SO3
起始量(mol) 2 1 0
变化量 (mol)2×0.8 0.8 2×0.8
平衡量 (mol) 0.4 0.2 1.6
平衡时各物质的浓度为:[SO2]=0.08mol/L,[O2]=0.04mol/L,[SO3]=0.32mol/L 代入平衡常数的计算式得到
平衡常数K==
=400 L•mol-1,
则反应2SO3⇌2SO2+O2 在550℃时的平衡常数K==2.5×10-3 ;
2SO2+O22SO3,反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析;
A.升高温度,平衡逆向进行,n(SO3)/n(SO2)比值减小,故A不符合;
B.充入He(g),使体系总压强增大,分压不变,平衡不动,n(SO3)/n(SO2)比值不变,故B不符合;
C.再充入2mol SO2和1mol O2,相当于增大压强平衡正向进行,n(SO3)/n(SO2)比值增大,故C符合;
D.再充入1mol SO2和1mol O2,二氧化硫转化率增大,n(SO3)/n(SO2)比值增大,故D符合;
故答案为:2.5×10-3;CD;
(4)溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),电荷守恒得:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以c(NH4+)=2c(SO42-),将x mol•L-1的氨水与ymol•L-1的硫酸等体积混合,反应后溶液显中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,
溶液中c(NH4+)=2c(SO42-)=ymol/L,混合后反应前c(NH3•H2O)=mol/L,则反应后c(NH3•H2O)=(
-y)mol/L,
则K==
=
,故答案为:=;
.
一定温度下,将1molM和1molN气体充入2L恒容密闭容器,发生反应M(g)+N(g)⇌xP(g)+Q(s),t1时达到平衡.在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中气体P的浓度随时间变化如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、由图可知,t2时刻Z的浓度增大,但平衡不移动,故改变的条件应是增大压强,反应前后气体的化学计量数之和相等,故x=1+1=2,故A错误;
B、催化剂不能影响物质的浓度,由图可知,t2时刻Z的浓度增大,但平衡不移动,故改变的条件应是增大压强,故B错误;
C、Q是固体,改变Q的用量,不影响平衡移动,t3时刻改变的条件,瞬间Z的浓度不变,平衡向正反应移动,可能是增大反应物的浓度或升高温度,故C错误;
D、t1~t3间温度相同,由图可知t1时刻平衡时,c(Z)=0.5mol/L,则:
X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+Q(s),
开始(mol/L):0.5 0.5 0
变化(mol/L):0.25 0.25 0.5
平衡(mol/L):0.25 0.25 0.5
故平衡常数为=4,故D正确;
故选D.
图甲是H202酶活性受pH影响的曲线,图乙表示在最适温度下,pH=b时H202分解产生的O2量随时间的变化.若该酶促反应过程中改变某一初始条件,以下叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、温度降低时,酶的催化活性降低,H2O2分解速率减慢,但整个过程产生的O2的体积恒定,即e点不移,但是反应速率减慢,双氧水完全分解过程所需时间变长,即d点右移,故A正确;
B、双氧水用量增加则分解产生的氧气的量也会增加,所以e点上移,d点右移,故B错误;
C、当pH=c时,酶的催化活性为0,即不起催化作用,反应速率减慢,但是e点绝不为0,故C错误;
D、当pH=a时酶的催化活性不如pH=b时的催化活性高,即pH=a时分解速率较慢,但是不影响生成氧气的体积,所以e点不动,d点右移,故D错误.
故选A.
在一密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)⇌Ni(CO)4(g),已知该反应在25℃、80℃时的平衡常数分别为5×104和2,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、平衡常数数据分析,平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应,故A错误;
B、80℃时,测得某时刻Ni(CO)4(g)、CO(g)浓度均为0.5 mol•L-1,Qc==
=8>2,说明平衡逆向进行,则此时v(正)<v(逆),故B正确;
C、恒温恒压下,向容器中再充入少量的Ar,压强增大保持恒压,平衡向气体体积增大的方向进行,上述平衡将逆向移动,故C错误;
D、恒温恒容下,向容器中再充入少量的Ni(CO)4(g),相当于增大压强平衡正向进行,达到新平衡时,CO的百分含量将减小,故D错误;
故选B.
(2015春•江苏校级期中)接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H═-197kJ/mol.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、催化剂改变反应速率不改变平衡,不能提高SO2的转化率,故A错误;
B、两种反应物,增大一种物质会增大另一种物质的转化率,增大O2的浓度可以提高反应速率和SO2的转化率,故B正确;
C、反应是放热反应,温度升高平衡向吸热反应方向进行,反应450℃时的平衡常数大于500℃时的平衡常数,故C错误;
D、增大平衡后的体系压强,v正增大,v逆增大,平衡向正反应方向移动,故D错误.
故选B.
扫码查看完整答案与解析