- 化学平衡
- 共20016题
将等物质的量的X、Y气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达到平衡:X(g)+Y(g)⇌2Z(g);△H<0.当改变某个条件并维持新条件直至达到新平衡,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、充入一定量的Z,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡不移动,X的体积分数不变,故A错误;
B、增大压强平衡不移动,但气体的体积减小,Z的浓度变大,故B错误;
C、减小压强,平衡不移动,各组分的体积分数不变,故C错误;
D、充入一定量X,平衡正向移动,Y的体积分数减小,但X的体积分数增大,故D正确;
故选D.
在密闭容器中进行如下反应:N2+3H2⇌2NH3,若将平衡系中各物质的浓度都增大到原来的2倍,则产生的结果是( )
正确答案
解析
解:A、反应前后气体的化学计量数之和不相等,改变压强,平衡发生移动,故A错误;
B、若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,则应缩小体积,增大压强,则平衡向正反应方向移动,故B正确;
C、平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,则应缩小体积,增大压强,则平衡向正反应方向移动,故C错误;
D、浓度增大,正逆反应速率增大,故D错误;
故选B.
(2015秋•常德校级期末)在一密闭容器中,反应aA(g)⇌bB(g)达到平衡后,保持温度不变,将容器体积缩小一半,当达到新平衡时,B的浓度是原来的1.6倍,则( )
正确答案
解析
解:保持温度不变,将容器体积缩小一半,假设平衡不移动,A和B的浓度应均是原来的2倍,但当达到新的平衡时,B的浓度均是原来的1.6倍,说明增大压强平衡逆反应方向移动,则说明a<b,则
A、由上述分析可知,平衡逆反应方向移动,故A错误;
B、平衡逆反应方向移动,故A的转化率降低,故B错误;
C、平衡逆反应方向移动,B的质量减小,混合气体的总质量不变,故B的质量分数减小,故C正确;
D、增大压强平衡逆反应方向移动,则说明a<b,故D错误;
故选C.
(2015秋•邛崃市校级月考)一定温度下,在一固定体积的容器中,通入一定量的CO和H2O,
发生如下反应:CO(g)+H2O (g)═CO2(g) 十 H2 (g);△H<0
(1)在850℃时,CO和H2O浓度变化如图,则 0~4min的平均反应速率v(CO2)=______
(2)t1℃时,在相同容器中发生上述反应,各物质的浓度变化如表:
计算t1℃该反应的平衡常数K=______.
(3)t2℃时,化学反应CO (g)+H2O (g)⇌CO2(g)+H2 (g)的平衡浓度符合c(CO2)•c(H2)═2c(CO)•c(H2O),则t2℃______850℃,判断依据是:______
(4)在t1℃达平衡时,又充入CO,再次平衡时,混合气体中H2O的体积分数将______(填“增大”、“减小”或“无法确定”) H2O的转化率将______(填“增大”、“减小”或“无法确定”)
(5))判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填序号):
A.V(正)(CO)=V (逆)(CO2)
B.CO消耗速率等于H2的消耗速率
C. 容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
F.混合气体的质量保持不变.
正确答案
解:(1)根据v=求得CO的速率为
mol•L-1•min-1=0.03mol•L-1•min-1,在反应中一氧化碳与二氧化碳计量数之比为1:1,根据速率之比等于计量数之比,可知二氧化碳的速率也为0.03mol•L-1•min-1,故答案为:0.03mol•L-1•min-1;
(2)①根据题目表格中的数据可知,当在3min时各组成成分的浓度不再变化,此时反应处于平衡状态,根据平衡常数的定义可知K==0.5,
故答案为:0.5;
②根据图中数据可知,在5min~6min间,CO减小了0.02mol/L,水增加了0.05mol/L,CO2增加了0.02mol/L,由此可以看出,CO减小的浓度等于CO2增加的浓度,反应正向移动,它们变化的浓度也符合反应中的计量数的关系,所以可以看出在第5分钟时改变的条件是增加了水的浓度,其增加的浓度为0.05mol/L+0.02mol/L=0.07mol/L,所以水的浓度增加到0.286mol/L,故答案为:向右;将H2O (g)浓度增加到0.286 mol•L-1;
(3)由于c(CO2)•c(H2)=2c(CO)•c(H2O),根据平衡常数的定义可知,在t2℃时,K==2,大于850℃的平衡常数1,平衡右移,而该反应为放热反应,所以温度要低于850℃,故答案为:<; t2℃的平衡常数为2,大于850℃的平衡常数1,平衡右移;
(4)在t1℃达平衡时,又充入CO,平衡正向移动,所以混合气体中H2O的体积分数将减小,H2O的转化率将增大,故答案为:减小;增大;
(5))A.V(正)(CO)=V(正)(CO2)=V (逆)(CO2),达平衡状态,故正确;
B.CO消耗速率等效于H2的生成速率等于H2的消耗速率,达平衡状态,故正确;
C. 容器内压强一直保持不变,故错误;
D.混合气体的密度一直保持不变,故错误;
E.容器中气体的平均相对分子质量一直不随时间而变化,故错误;
F.混合气体的质量一直保持不变,故错误;故选AB.
解析
解:(1)根据v=求得CO的速率为
mol•L-1•min-1=0.03mol•L-1•min-1,在反应中一氧化碳与二氧化碳计量数之比为1:1,根据速率之比等于计量数之比,可知二氧化碳的速率也为0.03mol•L-1•min-1,故答案为:0.03mol•L-1•min-1;
(2)①根据题目表格中的数据可知,当在3min时各组成成分的浓度不再变化,此时反应处于平衡状态,根据平衡常数的定义可知K==0.5,
故答案为:0.5;
②根据图中数据可知,在5min~6min间,CO减小了0.02mol/L,水增加了0.05mol/L,CO2增加了0.02mol/L,由此可以看出,CO减小的浓度等于CO2增加的浓度,反应正向移动,它们变化的浓度也符合反应中的计量数的关系,所以可以看出在第5分钟时改变的条件是增加了水的浓度,其增加的浓度为0.05mol/L+0.02mol/L=0.07mol/L,所以水的浓度增加到0.286mol/L,故答案为:向右;将H2O (g)浓度增加到0.286 mol•L-1;
(3)由于c(CO2)•c(H2)=2c(CO)•c(H2O),根据平衡常数的定义可知,在t2℃时,K==2,大于850℃的平衡常数1,平衡右移,而该反应为放热反应,所以温度要低于850℃,故答案为:<; t2℃的平衡常数为2,大于850℃的平衡常数1,平衡右移;
(4)在t1℃达平衡时,又充入CO,平衡正向移动,所以混合气体中H2O的体积分数将减小,H2O的转化率将增大,故答案为:减小;增大;
(5))A.V(正)(CO)=V(正)(CO2)=V (逆)(CO2),达平衡状态,故正确;
B.CO消耗速率等效于H2的生成速率等于H2的消耗速率,达平衡状态,故正确;
C. 容器内压强一直保持不变,故错误;
D.混合气体的密度一直保持不变,故错误;
E.容器中气体的平均相对分子质量一直不随时间而变化,故错误;
F.混合气体的质量一直保持不变,故错误;故选AB.
将等物质的量的A,B混合于2L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)△H<0经5min后达到平衡,平衡时测得D的浓度为0.5mol/L,C(A):C(B)=1:2,C的平均反应速率为0.05mol/(L•min)
(l)x的值为______;
(2)A的平衡浓度______;
(3)若恒温恒容,则容器中平衡时的压强与起始时的压强比______;
(4)如图是某一时间段中该反应速率与反应进程的曲线关系图,回答下列问题:
①处于平衡状态的时间段是______.
②t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化?
t1______、t3______、t4______(填A-E)
A.升温 B.降温 C.加催化剂 D.加压 E.减压
③下列各时间段时,A的体积分数最高的是______
A.t0-t1 B. t2-t3 C.t3-t4 D.t5-t6.
正确答案
解:D的浓度为0.5mol/L,所以D的物质的量为1mol.
设A、B的物质的量为nmol,
3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g),
开始 n mol n mol 0 0
反应 1.5mol 0.5mol 1mol
5min (n-1.5)mol ( n-0.5)mol 1mol
同一容器中,c(A):c(B)=n(A):n(B)==
;n=2.5mol;
(1)D的浓度为0.5mol/L,反应时间为5min,D的反应速率为=0.1mol/(L•min),C的反应速率是0.05mol/(L•min),根据同一反应中,各物质的反应速率之比等于计量数之比,所以x=1,故答案为:1;
(2)A的平衡浓度为:=0.5mol/L,
故答案为:0.5mol/L;
(3)若恒温恒容,则容器中平衡时的压强与起始时的压强比等于物质的量之比为:(1+2+0.5+1):(2.5+2.5)=9:10,故答案为:9:10;
(4)①从平衡状态的本质特征分析,可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,时间处于t0~t1,t2~t3,t3~t4,t5~t6时,正逆反应速率相等,则说明反应达到平衡状态,故答案为:t0~t1,t2~t3,t3~t4,t5~t6;
②t1时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,反应向逆反应方向移动,则应为升高温度的变化,
t3时,正逆反应速率都增大,正逆反应速率相等,平衡不移动,应为加入催化剂的变化,
t4时,正逆反应速率都减小,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,由方程式计量数关系可知,应为减小压强的变化,
故答案为:A;C;E;
③由图平衡都是逆向进行,所以A的体积分数再增大,所以t5-t6时A的体积分数最大,故答案为:D.
解析
解:D的浓度为0.5mol/L,所以D的物质的量为1mol.
设A、B的物质的量为nmol,
3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g),
开始 n mol n mol 0 0
反应 1.5mol 0.5mol 1mol
5min (n-1.5)mol ( n-0.5)mol 1mol
同一容器中,c(A):c(B)=n(A):n(B)==
;n=2.5mol;
(1)D的浓度为0.5mol/L,反应时间为5min,D的反应速率为=0.1mol/(L•min),C的反应速率是0.05mol/(L•min),根据同一反应中,各物质的反应速率之比等于计量数之比,所以x=1,故答案为:1;
(2)A的平衡浓度为:=0.5mol/L,
故答案为:0.5mol/L;
(3)若恒温恒容,则容器中平衡时的压强与起始时的压强比等于物质的量之比为:(1+2+0.5+1):(2.5+2.5)=9:10,故答案为:9:10;
(4)①从平衡状态的本质特征分析,可逆反应达到平衡时,正逆反应速率相等,时间处于t0~t1,t2~t3,t3~t4,t5~t6时,正逆反应速率相等,则说明反应达到平衡状态,故答案为:t0~t1,t2~t3,t3~t4,t5~t6;
②t1时,正逆反应速率都增大,且逆反应速率大于正反应速率,反应向逆反应方向移动,则应为升高温度的变化,
t3时,正逆反应速率都增大,正逆反应速率相等,平衡不移动,应为加入催化剂的变化,
t4时,正逆反应速率都减小,且逆反应速率大于正反应速率,平衡向逆反应方向移动,由方程式计量数关系可知,应为减小压强的变化,
故答案为:A;C;E;
③由图平衡都是逆向进行,所以A的体积分数再增大,所以t5-t6时A的体积分数最大,故答案为:D.
(2016•上栗县模拟)在一定条件下,反应X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)△H=-92.4 kJ/mol,X的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、图中A、B两点,X的平衡转化率(α)不同,两者为不相同的平衡体系,故A错误;
B、增大压强平衡向体积减小的方向移动,即向正反应移动,X的转化率提高,故B正确;
C、升高温度正、逆反应速率都增大,逆反应速率比较正反应速率增大更多,平衡向逆反应方向移动,故C错误;
D、热化学方程式X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)△H=-92.4kJ/mol表示1molX(g)和3molY(g)完全反应生成2molZ(g),放出的热量为92.4kJ,由于可逆反应反应物不能完全转化,1.0molX、3.0molY,置于1L密闭容器中发生反应,放出的热量小于92.4kJ,故D错误;
故选B.
2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德•埃特尔,以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献.
(1)有人认为:该研究可以提高合成氨反应在铁催化剂表面进行的效率,从而提高原料的转化率.你是否认同他的观点______(填“是”或“否”).理由是______.
(2)合成氨反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),在某温度时,K=0.4.
①若出现下列状态,反应将向哪个方向进行以达到平衡状态(在后面空白处填“向左进行”、“向右进行”或“已达平衡状态”)?
(A)c(N2)=c(H2)=1mol/L,c(NH3)=0.5mol/L,______.
(B)c(N2)=0.3mol/L,c(H2)=0.1mol/L,c(NH3)=0.03mol/L,______.
②若该反应升高温度再达到平衡时,K为0.2,则正反应为______热反应.
正确答案
解:(1)合成氨工业加入催化剂,可以提高合成氨反应在铁催化剂表面进行的效率,但是不会引起化学平衡的移动,故答案为:否;催化剂只能提高化学反应速率,不能改变化学反应的限度;
(2)①(A)c(N2)=c(H2)=1mol/L,c(NH3)=0.5mol/L,Q==0.25,Q<K,所以反应向右进行,故答案为:向右进行;
(B)c(N2)=0.3mol/L,c(H2)=0.1mol/L,c(NH3)=0.03mol/L,Q==3,Q>K,所以反应向左进行,故答案为:向左进行;
②该反应升高温度再达到平衡时,K为0.2<2,即升高温度,K减小,所以反应是放热的,故答案为:放.
解析
解:(1)合成氨工业加入催化剂,可以提高合成氨反应在铁催化剂表面进行的效率,但是不会引起化学平衡的移动,故答案为:否;催化剂只能提高化学反应速率,不能改变化学反应的限度;
(2)①(A)c(N2)=c(H2)=1mol/L,c(NH3)=0.5mol/L,Q==0.25,Q<K,所以反应向右进行,故答案为:向右进行;
(B)c(N2)=0.3mol/L,c(H2)=0.1mol/L,c(NH3)=0.03mol/L,Q==3,Q>K,所以反应向左进行,故答案为:向左进行;
②该反应升高温度再达到平衡时,K为0.2<2,即升高温度,K减小,所以反应是放热的,故答案为:放.
(2013秋•大方县校级期末)某温度下,在固定体积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡时,各组分的物质的量之比为n(A):n(B):n(C)=2:2:1,保持温度不变,以2:2:1的物质的量之比再充入A、B、C,则( )
正确答案
解析
解:可逆反应:A(g)+3B(g)⇌2C(g),再以2:2:1的体积比将A、B、C充入此容器中,各物质的浓度增大一倍,相当于在原来的基础上压缩体积为原来的一半,压强增大,该反应是正反应气体体积减小的反应,
A.增大压强平衡向正反应方向移动,故A错误;
B.以2:2:1的体积比将A、B、C充入此容器中,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,故B错误;
C.增大压强平衡正向进行移动,平衡时C的体积分数增大,故C正确;
D.若将容器改为恒压容器,再以2:2:1的体积比将A、B、C充入此容器中,容器体积增大一倍,各组分浓度不变,平衡不移动,故D错误;
故选C.
(2013春•顺德区校级期中)在密闭容中发生下列反应aA(g)⇌cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.6倍,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:假定平衡不移动,将气体体积压缩到原来的一半,D的浓度为原来的2倍,实际再次达到新平衡时,D的浓度为原来的1.6倍,说明压强增大,平衡向逆反应移动,
A、平衡向逆反应方向移动,A的转化率变小,故A正确;
B、由上述分析可知,平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C、平衡向逆反应方向移动,D的体积分数可能减小,故C错误;
D、增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,该平衡向逆反应方向移动,所以a<c+d,故D正确;
故选AD.
A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易传热的气球.关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充人A、B中,反应起始时,A、B的体积均为V L.
(已知:2NO2⇌N2O4;△H<0.忽略气球材料对平衡移动的影响)
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是v(A)______v(B)(填“>”、“<”、“=”);若打开活塞K2,气球B将______(填:变大、变小、不变).
(2)若在A、B中再充人与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率α(A)将______(填增大或减小、不变,下同);若通人等量的Ne气,则达到平衡时A中NO2的转化率将______,B中NO2的转化率将______.
(3)室温下,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,______中的颜色较深.
正确答案
解:(1)容器A中压强降低,容器B体压强不变,压强越大,反应速率越快,故v(A)<v(B),A中压强小于B中的压强,打开旋塞K,气球B的压强减小,体积减小,故答案为:<;变小;
(2)保持容器容积不变,通入一定量的NO2,等效为增大压强到达的平衡,增大压强平衡向正反应方向移动,NO2的转化率将增大;保持压强不变,通入氖气使B体系的容积增大一倍,反应混合物的浓度降低,相当于为降低压强,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时NO2的转化率减小,但是对于A体系,体积不变,浓度不变,平衡不移动,故答案为:增大;不变;变小;
(3)该反应为放热反应,A套上一个绝热层,温度升高,平衡逆向移动,NO2的浓度增大,颜色变深,故答案为:A.
解析
解:(1)容器A中压强降低,容器B体压强不变,压强越大,反应速率越快,故v(A)<v(B),A中压强小于B中的压强,打开旋塞K,气球B的压强减小,体积减小,故答案为:<;变小;
(2)保持容器容积不变,通入一定量的NO2,等效为增大压强到达的平衡,增大压强平衡向正反应方向移动,NO2的转化率将增大;保持压强不变,通入氖气使B体系的容积增大一倍,反应混合物的浓度降低,相当于为降低压强,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时NO2的转化率减小,但是对于A体系,体积不变,浓度不变,平衡不移动,故答案为:增大;不变;变小;
(3)该反应为放热反应,A套上一个绝热层,温度升高,平衡逆向移动,NO2的浓度增大,颜色变深,故答案为:A.
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