- 化学平衡
- 共20016题
(12分) 恒容密闭容器中,某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在前20min内用B的浓度变化来表示的平均速率
为 mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2= mol/L,反应在 20分钟内就达到
平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为υ3,实验1的反应速率为υ1(用同种物质的浓度变
化表示),则达到平衡时υ3 υ1(填>、=、<=)
且c3 = mol/L。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填“吸热”、“放热”)。
(5) 800℃时,反应2A B+D的平衡常数= ,
实验2中达到平衡时A的转化率= 。
正确答案
(12分)(1)0.009 (2分) (2)1.0(1分) 使用了催化剂(1分)
(3) >(1分) 1.2 (2分)
(4) 吸热(1分) (5) 0.25(2分) 50%(2分)
(1);
则
(2)由于实验2平衡时A的浓度与实验1相同,互为等效平衡,即实验2,A的初始浓度c2=1.0 mol/L,实验2在平衡时时间更短,说明使用了催化剂;
(3)实验3中平衡时A的浓度更高,则说明实验3的起始浓度更高,化学反应速率更快;根据温度不变平衡常数不变可求得c3 =" 1.2" mol/L。
(4)由表中数据可得,随温度的升高A的浓度减少,即平衡向正反应方向移动,所以正反应方向为吸热反应;
(5)800℃时,反应2A B+D的平衡常数= 0.25;实验2中达到平衡时A的转化率=50%
N2O5—是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注.
(1)N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是 。
(2)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g);ΔH>0
①反应达平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
则500 s内N2O5的分解速率为 。
③在T3温度下,反应1 000 s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L-1,则T2 T1。
(3)如图所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的 区生成,其电极反应式为 。
正确答案
(1)-NO2。
(2)①不变
②0.00296 mol·L-1·s-1
③“<”或“小于”
(3)阴极;N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。
(2)①反应达到平衡后,通入N2,对化学平衡无影响,所以N2O5的转化率不变。
②由v===0.00296 mol·L-1·s-1。
③反应的c(N2O5)=×c(NO2)=×4.98mol·L-1= 2.475mol·L-1,剩余的c(N2O5)为2.525mol·L-1>2.48mol·L-1,说明反应速率比T1慢,即T2<T1。
(3)由N2O4制取N2O5需要是去电子,所以N2O5在阳极区生成。电极反应式见答案。
氨是重要的氮肥,是产量较大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术称为哈伯法,是德国人哈伯在1905年发明的,其合成原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
(1)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是________。
中,并补充N2和H2
(2)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置,简述检验有氨气生成的方法:
_________________________________________________________________。
(3)在298 K时,将10 mol N2和30 mol H2通入合成塔中,放出的热量小于924kJ,原因是______________________________
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性
的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电化学合成氨。其
实验装置如下图,则其阴极的电极反应式为____________________________。
正确答案
(1)AD
(2)用湿润的红色石蕊试纸放在管口处,若试纸变蓝则说明有氨气生成
(3)该反应是可逆反应,10 mol N2与30 mol H2不可能完全反应,所以放出的热量小于10×92.4 kJ=924 kJ
(4)N2+6H++6e-=2NH3
(1)勒夏特列原理只解释平衡移动问题。(2)根据氨的性质进行检验。(3)合成氨的反应是可逆反应。(4)根据合成氨反应中的氧化剂、电解池中阴极反应特点及电解质成分进行分析。
(本小题满分9分)
(1)把6 mol A气体和5 mol B气体混合放入4 L密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),经5min达到平衡,此时生成2 mol C,测得D的平均反应速率为0.15 mol/(L·min),则平衡时A的物质的量浓度是____________;B的转化率是__________;x的值是___________。
(2)反应2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g)的能量变化如图所示。已知拆开1molH2、1molO2和1molH-O中的化学键分别需要消耗436KJ、496KJ和463KJ能量,则该反应 (填“吸收” 或“放出”) KJ热量。
(3)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如右图所示:
a、b两个电极均由多孔的碳块组成。写出a极的电极反应式: 。
(4)工业上用电解饱和食盐水的方法制取金属氯气,反应中能量的转化形式是 ;氯气在 极上产生,反应后溶液的pH 。(填“增大”或“减小”)。
正确答案
(9分,每空各1分)(1)0.75mol/L 20% 3 (2)放出 484
(3)H2 +2OH--2e-=2H2O (4)电能转化为化学能 阳 增大
(1)D的平均反应速率为0.15 mol/(L·min),所以生成物B平衡时物质的量是0.15 mol/(L·min)×5min×4L=3mol,因为物质的量的变化量就是相应的化学计量数之比,所以x=3.消耗AB的物质的量分别是3mol和1mol,因此平衡时A的浓度是(6mol-3mol)÷4L=0.75mol/L,B的转化率是1÷5×100%=20%。
(2)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以该反应放出的能量是2×2×463KJ-2×436KJ-496KJ=484KJ。
(3)a极通入的是空气,所以是负极,又因为电解质溶液是氢氧化钾,所以负极反应式为H2 +2OH--2e-=2H2O 。
(4)电解是把电能转化为化学能的装置。电解池中阴离子在阳极放电,所以阳极产生氯气。阴极是氢离子放电,产生氢气。所以溶液中产生氢氧化钠,显碱性,pH增大。
某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为______________;
(2)反应开始至2 min,用气体Z表示的反应速率为_____;
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的________倍;
②若此时将容器的体积缩小为原来的 0.5倍,达到平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。
正确答案
(1)3X+Y2Z (2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)① 0.9② 吸热
试题分析:(1)在反应中,X、Y的物质的量逐渐减小,Z的物质的量逐渐增大,则X、Y为反应物,Z为生成物,相同时间内,化学反应中各物质的物质的量变化之比等于化学剂量数之比,则化学方程式为Y+3X2Z;(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为v=△c/△t=0.05mol/(L.min);(3)①反应达平衡时,气体的总物质的量为:0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol,起始时气体的总物质的量为:1.0mol+1.0mol=2.0mol,在相同温度下,气体的物质的量之比等于压强之比,反应达平衡时,此时容器内的压强与起始压强之比为1.8mol:2.0mol=0.9;②若X、Y、Z均为气体,将容器的体积缩小为原来的 0.5倍,平衡正向移动,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为吸热反应。
、随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下,若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如下图实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。
①在反应进行的0~1min内,该反应的平均速率v(H2)= 。
②如果改变影响化学平衡的一个因素(如:温度、浓度、压强),反应将向着能够减弱这种改变的方向进行(如增大H2的浓度,反应向右进行以减弱外界条件增大H2的浓度的影响)直至达到新的平衡。若上述反应体系不改变反应物的物质的量,仅分别改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I改变的实验条件是 ,曲线Ⅱ改变的实验条件是 。
(3)下列各项中,不能够说明CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是 (单选)。
正确答案
(1)放热(2分)
(2)①1 mol·L-1·min-1 (3分,单位错漏扣1分)
②升高温度,增大压强(或缩小容器体积)(各2分,其他答案均不给分)
(3)D(3分)
试题分析:对于放热反应而言,反应物的总能量高于生成物的总能量。化学反应速率等于反应物浓度的变化量除以所需的时间。由图形可知氢气的物质的量的变化为2摩尔,容积为2L所以浓度变化为1摩尔每升。所以速率就为1 mol·L-1·min-1 。升高温度反应向吸热的反应方向进行,从虚线上看,氢气的转化率比实线的小,且达到平衡时所用的时间比较小。所以曲线1应该是升高温度。曲线2氢气的转化率明显比实线的大。反应应该是向正反应方向进行。增大压强反应向气体体积减小的方向进行。所以曲线2应该是增大压强。
t ℃时,将3 mol A和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变),发生反应:3A(g)+B(g)xC(g),2 min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余1.8 mol B,并测得C的浓度为0.4 mol·L-1。请填写下列空白:
(1)x=_________。
(2)用A表示该反应的速率为_________mol·L-1·min-1。
(3)若继续向平衡混合物的容器中通入少量氦气(氦气和A、B、C都不反应)后,下列说法中正确的是_________(填写下列选项字母序号)。
A.化学平衡向正反应方向移动
B.化学平衡向逆反应方向移动
C.化学平衡不会发生移动
D.正、逆反应的化学反应速率将发生同等程度的改变
(4)在t ℃时,若向平衡混合物的容器中再充入a mol C,欲使达到新的平衡时,各物质的物质的量分数与原平衡相同,则至少应再充入B_________mol(用含a的式子表示);达新平衡时,A的物质的量为n(A)=_________(用含a的式子表示)。
正确答案
(1)2 (2)0.15 (3)C (4)a/4 (2.4+0.6a) mol
反应前没有C,通过B、C的变化量求出x,根据同一反应反应速率之比等于化学计量数比求出A的反应速率,恒温、恒容条件下通入稀有气体容器中各物质的浓度不变平衡不移动,(4)向一边倒满足A、B的物质的量之比为3∶2,∶[
a+n(B)]=3∶2,n(B)=
。对应成比例再次平衡时A的物质的量为:2.4 mol+
=(2.4+0.6a) mol
:如图所示,在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生以下反应:(正反应放热),若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题:
(1)保持上述反应温度不变,设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么:
①若a=1,c=2,则b=_________。在此情况下,反应起始时将向_________(填“正”或“逆”)反应方向进行。
②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则c的取值范围是_________。
(2)在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为6.5体积,则可采取的措施是_________,原因是_________。
正确答案
(1)①b="3 " 逆 ② (2)降温 由6.5<7可知,上述平衡应向体积缩小的方向移动,亦即向放热方向移动
(1)①化学反应:在定温、定压下进行,要使平衡状态与原平衡状态等效,只要起始时
就可以达到。已知起始时各物质的体积分别为1体积N2、b体积H2和2体积
。根据“等价转换”法,将2体积
通过反应的化学计量数之比换算成
和
的体积,则相当于起始时有(1+1)体积
和(b+3)体积
,它们的比值为
,解得b=3。
因反应前混合气体为8体积,反应后混合气体为7体积,体积差为1体积,由差量法可解出平衡时为1体积;而在起始时,
的体积为c=2体积,比平衡状态时大,为达到同一平衡状态,
的体积必须减小,所以平衡逆向移动。
②若需让反应逆向进行,由上述①所求出的平衡时的体积为1可知,
的体积必须大于1,最大值则为2体积
和6体积
完全反应时产生的
的体积,即为4体积,则
。
(2)由6.5<7可知,上述平衡应向体积缩小的方向移动,亦即向放热方向移动,所以采取降温措施。
(11分)已知N2O4 (g) 2NO2 (g) ΔH<0,
(1)现将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。
(2)若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”、“不变”或“减小” )。反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=________mol·L-1·S-1。
(3)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25℃时,将amol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填”正向”“不”或“逆向”)移动。
正确答案
(2分)(1)a、d
(4分)(2)不变 0.1mol·L-1·s-1
(5分)(3)NH4++H2ONH3·H2O+H+ 逆向
试题分析:(1)化学反应平衡的判断可从以下几方面考虑:体系中所有反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变,正反应速率等于逆反应速率。对于N2O4 (g) 2NO2 (g),反应后体积变大,a密度不变,说明体积不变,故平衡;bΔH=E生-E反,ΔH不随时间的变化,但会随着化学计量数的变化而变化;c化学平衡应该是正逆反应速率相等,而图中表示的都是正反应速率;dN2O4的转化率不变,也说明了化学反应达到平衡。
(2)化学平衡常数只是温度的函数,故温度不变,平衡常数就不变。
N2O4 (g) 2NO2 (g)
n前 1 0
n反 0.3 0.6
n后 0.7 0.6
V(N2O4)=0.3molL_1/3s=0.1molL_1/s
(3)NH4NO3是强酸弱碱盐,故水溶液铵根会水解,使溶液显酸性,方程式为NH4++H2ONH3·H2O+H+,氨水是弱碱,弱碱是抑制水的电离,故水的电离平衡将逆向进行。
点评:此题考核了化学反应平衡的判断,也考核了化学平衡常数的知识和电离水解知识,要牢记盐类的水解促进水的电离,弱酸弱碱的电离抑制水的电离。
1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s) + 4H2(g) Na2S(s) + 4H2O(g) 。
(1)该反应的平衡常数表达式为____________________。
已知K1000℃<K1200℃,则该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)该温度下,在2L盛有1.42 g Na2SO4的密闭容器中通入H2气体,5分钟后测得固体质量为1.10 g。则5分钟内H2的平均反应速率为_________________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______(填序号)。
a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变
c.c(H2) = c(H2O) d.υ正(H2) =υ逆(H2O)
(4)向平衡体系中加入焦炭,下列图像正确的是___________(填序号)。
(5)用有关离子方程式说明上述反应产物水溶液的酸碱性______________________________,欲使该溶液中S2—浓度增大,平衡逆向移动,可加入的物质是____________________。
正确答案
(1)K=,吸热;(2)0.002mol/L·min;(3)bd;(4)a
(5)S2— + H2O HS— + OH—,NaOH固体(合理即可)
略
扫码查看完整答案与解析