- 化学平衡
- 共20016题
在一个固定体积的密闭容器中,向容器中充入2molA和1molB,发生如下反应: 2A(g)+B(g)3C(g)+D(s),反应达到平衡时C的浓度为1.2mol/L。
(1)若使容器温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,则正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若维持容器体积和温度不变,按下列方法加入起始物质,达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L的是_________(用序号填空)
①4molA+2molB ②3molC+1molD+lmolB
③3molC+2molD ④1.6molA+0.8molB+0.6molC
⑤2molA+1molB+1molHe
(3)某温度下,向容器中加入3molC和0.8mo1D,反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L,则容器的容积V应大于_________L,小于________L。
正确答案
(1)吸热
(2)③⑤
(3)0.5;2.5
一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 根据题意完成下列各题
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=______________, 升高温度,K值_________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_________。(用上图中出现的字母表示)
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是_______________。
a.氢气的浓度减小
b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加
d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
正确答案
(1)c(CH3OH)/ c(CO)·c2(H2) ;减小
(2)2nB/3tB mol·L-1·min-1 (3)bc
t℃时,将3molA和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反应:
3A (g)+B(g)xC(g),2min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余1.8molB,并测得C的浓度为
0.4mol/L,请填写下列空白:
(1)v(B)=___________mol/(L·min), v(C)=___________mol/(L·min),x=___________。
(2)比较达到平衡时,A、B两反应物的转化率之比为α(A):α(B)=________________;
(3)若继续向原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保持不变
正确答案
(1)0.05;0.2;x=4
(2)2:1
(3)CD
甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下均能与水反应放出气体。
(1)若甲是由短周期元素形成的单质,并且该元素的原子最外电子层上的电子数为其内层电子层数的二分之一,则甲元素的原子结构示意图为____________,甲与水反应的离子方程式为_________________;
(2)乙为甲的稳定的氧化物,写出乙在与水反应中氧化剂的电子式____________;19.5g乙与足量的水反应转移电子的物质的量为____________mol;
(3)丙为地壳中金属元素含量排位第二的元素形成的单质,写出它与水蒸气反应的化学方程式________________________;在实验室里,配制丙的高价氯化物溶液时要加入一定量的盐酸,解释原因并写出离子反应方程式:________________________;
(4)丁是由两种均为10个电子的微粒组成的化合物,它与碱反应能生成一种有刺激性气味的气体X,X分子中也含有10个电子,则丁属于____________类型的晶体,从综合效益角度出发,在工业上生产X时,既要增大单位时间内X产量,又要提高X的产率,可采取的措施是(填写下列合理选项的序数)
_______________。
①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤适宜的温度和压强 ⑥加催化剂
⑦及时从平衡体系中分离出X ⑧分离出X后的原料气循环使用并补充原料
正确答案
(1);2Na+2H2O==2Na++2OH-+ H2↑
(2);0.25mol
(3)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;Fe3++3H2O
Fe(OH)3↓+3H+加入盐酸可使该平衡向左移动,从而抑制Fe3+的水解
(4)离子晶体;⑤⑥⑦⑧
高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)FeO42-与水反应的方程式为:4FeO42- + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8OH-+ 3O2,
K2FeO4在处理水的过程中所起的作用是 和 。
(2)将适量K2FeO4配制成c(FeO42-) =1.0×10-3 mol·L-1(1.0mmol·L-1)的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。题(1)中的反应为FeO42-变化的主反应,该反应的△H 0。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.改变溶液的pH,当溶液由pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的分布分数先增大后减小
C.向pH=8的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+OH-=HFeO4-+H2O
D.pH约为2.5 时,溶液中H3FeO4+和HFeO4-比例相当
(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数表达式为K=___________________,其数值接近 (填字母)。
A.10-2.5 B.10-6 C.10-7 D.10-10
(5)25℃时,CaFeO4的Ksp = 4.536×10-9,若要使100mL,1.0×10-3 mol·L-1的K2FeO4溶液中的c(FeO42- )完全沉淀,理论上至少要加入的Ca(OH)2的物质的量为 mol,
完全沉淀后溶液中残留的c(FeO42- )为______________。
正确答案
(1)杀菌消毒,吸附杂质(2)>(3)BD(4) C(5)4.536×10-5,1×10-5mol/L
试题分析:(1)FeO42-具有强氧化性,能消毒杀菌;FeO42-与水生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物,使水体净化。(2)由图I可以看出,温度越高,溶液中c(FeO42-)越小,说明升高温度,平衡向右移动,所以正反应是吸热反应。(3)由图可知当pH小于1.5时,溶液中只有H3FeO4+和H2FeO4,A错误;pH由10降至4时,HFeO4-的分布分数先增大后减小,B正确;向pH=8的该溶液中加KOH溶液,pH增大,离子方程式为HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O,C错误;pH约为2.5 时, H3FeO4+和HFeO4-分布分数相等,D正确。(4)HFeO4-H++FeO42-的电离平衡常数K=
,当pH接近7时,c(FeO42-)=c(HFeO4-),K≈10-7。(5)要形成CaFeO4沉淀,必须c(Ca2+)·c(FeO42-)>Ksp(CaFeO4)。
点评:勒沙特列原理适用于所有平衡体系;两种溶液混合,形成沉淀的条件是Q>Ksp。
( 10分)低碳经济呼唤新能源和清洁环保能源。煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。已知:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g) △H= a kJ·mol-1 的平衡常数随温度的变化如下表:
(1)上述正反应方向是 反应(填“放热”或“吸热”)。
t1℃时物质浓度(mol/L)的变化
(2) t1℃(高于850℃)时,在相同容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度变化如上表。①与2min时相比,3min时密闭容器中混合气体的平均摩尔质量 (填增大、减小或不变)。
②表中3 min~4 min之间反应处于 状态;CO的体积分数 16% (填大于、小于或等于)。
③反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是____(单选),表中5 min~6 min之间数值发生变化,可能的原因是______(单选)。
A.增加水蒸气 B.降低温度 C.使用催化剂 D.增加氢气浓度
(3)若在500℃时进行,若CO、H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的最大转化率为 。
正确答案
1)放热(2)①不变 ②化学平衡 大于 ③D A(3)75%
试题分析:(1)题随着温度的升高,平衡常数在降低,说明该反应的正反应是放热反应。
(2)①密闭容器中混合气体的平均摩尔质量=混合气体的总质量÷总的物质的量,由于是在密闭容器中,2min时和3min时混合气体的总质量不变,而且该反应是一个等体积反应及以2min时和3min时混合气体的总的物质的量也不变,所以与2min时相比,3min时密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变。②表中3 min和4 min时反应物和生成物的浓度均没有发生变化,所以3 min~4 min之间反应处于化学平衡状态,CO的体积分数的体积分数大于16%。
③反应在4 min~5 min,平衡向逆方向移动,可能的原因是升高了温度,增加了生成物的浓度,故选D,表中5 min~6 min之间,生成物的浓度在增加,平衡向正反应方向移动,同时水蒸气的浓度也在增加,故可能的原因是增加了水蒸气的量,选A.
(3)题反应在500℃时进行时平衡常数是9,设达到平衡时H2的物质的量为X,此时可解得X=0.005,所以CO的转化率为75%
点评:本题重在考查化学平衡的移动,考查的知识点都是平常所见的,属于中等难度的题,学生需要对图像进行分析,注意图像中的横纵坐标,以及曲线的变化趋势,以及特殊点。本题涉及的平衡的计算难度不高
可逆反应(正反应吸热)达到化学平衡后,升高温度。
(1)平衡将向________方向移动;
(2)若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量________;(用“变大”、“变小”、“不 变”或“无法确定”填空,下同。)
(3)若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量________;
(4)若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量________;
(5)若B不是气体,C是气体。
①如果A的摩尔质量大于C的摩尔质量,气体的平均相对分子质量________;
②如果A的摩尔质量小于C的摩尔质量,气体的平均相对分子质量________。
正确答案
(1)正反应
(2)变小
(3)不变
(4)变小
(5)①变小;②变大
氟和氟盐是化工原料。由于氟气性质活泼,很晚才制取出来。
(1)不能通过电解纯净的液态HF获得F2,其原因是__________ ;但电解液态KHF2时,两极分别得到F2和H2,写出阳极上HF2- 放电产生气体的电极反应式__________。
(2)利用K2MnF6和SbF5在一定条件下发生反应也能制取氟,同时生成KSbF6 和MnF3,化学方程式为____________,其中还原产物是___________。
(3)已知氟化氢气体中存在下列平衡 :H3F33HF △H >0, H2F2
2HF △H >0。
①若在定温定容条件下再充入H3F3,则H3F3与HF的浓度(mol/L)比值_________(填“增大”“减小”或“不变”,下同);
②若在定温定容条件下再充入HF,则H3F3与HF的浓度(mol/L)比值__________。
(4)一定浓度的HF和Al2(SO4)3混合液中,铝的 各种微粒含量随pH的分布曲线如图示。用NaOH使混合液的pH从5调整到7,写出有关反应的离子方程式为___________ 。
正确答案
(1)氟化氢是共价化合物,纯液态时不电离,因而不导电 ; HF2- -2e- =F2↑+H+
(2)2K2MnF6 +4SbF5 =4KSbF6 + 2MnF3 +F2↑; MnF3(3)增大 ; 增大
(4)AlF2++3OH-=Al(OH)3↓+2F-,AlF3+3OH-=Al(OH)3↓+3F-
如图所示,在常温下容器A中盛有500mL蒸馏水,在容器B中盛有500ml 1mol/L的盐酸,在烧瓶C和D中充满二氧化氮气体,并用导管将它们连通。向A容器中加入50g硝酸铵晶体,小心搅拌,使其迅速溶解;向B中加入10g苛性钠固体,小心搅拌也使其迅速溶解,随着A、B中固体物质的溶解,烧瓶C和D中气体的颜色变化是_________________(提示:2NO2(g)N2O4(g) △H =-56.9kJ/mol)
① 不变
② 烧瓶C中颜色变深,D中变浅
③烧瓶C中变浅,D中变深
④两个烧瓶中的颜色都变深
正确答案
③
工业上制取三氧化硫反应的热化学方程式为:
2SO2(g)十O2(g) 2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1
(1)能够说明在恒温恒容条件下,上述反应已经达到化学平衡状态的是 (填序号)。
A.每生成1mol SO3的同时生成0.5mol O2
B.容器中混合气体的密度不变
C.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2
D.容器中气体总压强不变
(2)400℃,1.01×105Pa下,上述反应中n(SO3)和n(O2)随时间变化的关系如图所示。下列叙述正确的是 (填序号)。
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡状态
C.点d和点e处的n(O2)相同
D.500℃,1.01×105Pa下,反应达到平衡时,n(SO3)比图中e点的值大
(3)已知该反应的K(400℃)=7200mol-1·L。在400℃时,容积为1.0L的密闭容器中充入0.05mol SO2(g)和0.03mol O2(g),反应一段时间后,有0.04mol SO3生成。此时,该反应 (填“是”、“否”或“无法判断”)达到化学平衡状态,理由是 。
正确答案
(1)AD(2分)(2)AC(2分)
(3)否(2分),400℃时,浓度熵Q=1600mol-1·L,而K(400℃)=7200mol-1·L,Q<K,反应没有达到平衡状态;(2分)
试题分析:(1)A、每生成1mol SO3的同时生成0.5mol O2,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故A正确;B、容器是恒容的,无论反应是否达到平衡状态,混合物的质量始终不变,容器的体积不变,导致密度始终不变,所以不是达到平衡状态的标志,故B错误;C、SO2、O2与SO3的物质的量之比为2:1:2,这与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关,不能确定是否达到平衡,故C错误;D、该反应是一个反应前后气体体积改变的化学反应,当反应达到平衡状态时,各物质的量不变,导致容器中压强不随时间的变化而改变,故D正确;故选:AD;
(2)A.反应物浓度越大,反应速率越快,故a点时刻的正反应速率比b点时刻的大,故A正确;B.a、b、c三点未到达平衡状态,反应向正反应进行,故B错误;C.d、e两点处于平衡状态,温度相同,C(O2)相等,n(O2)相同,故C正确;D.该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡时三氧化硫的物质的量减小,故D错误;故答案为:AC;
(3) 2SO2(g)十O2(g)2SO3
起始(mol/L) 0.05 0.03 0
反应(mol/L) 0.04 0.02 0.04
一段时间后(mol/L)0.01 0.01 0.04
400℃时,浓度熵Q==1600mol-1·L>K(400℃)=7200mol-1·L,反应没有达到平衡。
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