- 化学平衡
- 共20016题
在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ;其平衡常数K和温度t的关系如下:
(1) K的表达式为: ;
(2) 该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”);
(3) 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)
(4) 在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下:
计算:3min—4min达到平衡时CO的平衡浓度c3和CO2 (g)的转化率,要求写出简单的计算过程(c3精确到小数点后面三位数)。
正确答案
(1);(2分) ;(2)放热;(2分)
(3)B、C; (2分,若只选一个对的得1分,全对得2分)
(4)设3min—4min达到平衡时CO、H2O的平衡浓度为c3, 则CO2、H2的平衡浓度分别为0.200-c3和0.300- c3
根据: K= c3·c3/(0.200-c3)·(0.300-c3)= 1 (1分)
c3=0.120mol/L (1分,写0.12的不给分) ;
CO2 (g)的转化率 : 0.120/0.2×100% = 60% (1分)
略
一定温度下的密闭容器中存在如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+ H2(g),已知CO(g)和H2O(g)的起始浓度均为2 mol·L-1,经测定该反应在该温度下的平衡常数K =1,试判断:
(1)当CO转化率为25%时,该反应是否达到平衡_______,若未达到平衡,向哪个方向进行______。
(2)达到平衡时,CO的转化率____________________。
(3)当CO的起始浓度仍为2 mol·L-1,H2O(g)的起始浓度为6 mol·L-1,求平衡时CO的转化率_______。
正确答案
(1)反应未达平衡 Q=1∕9
试题分析:(1)当CO转化率为25%时则{C(CO2)C(H2)}∕{C(CO)C(H2O)}=(0.5×0.5)∕(1.5×1.5)=1∕9<1.所以反应未达到平衡。反应向正反应方向进行。当反应达到平衡时,假设消耗的CO浓度为x,根据反应方程式中各物质的关系可得X2∕(2-X)2=1.解得X="1," CO转化率为(1∕2)×100℅=50℅。(3)假设在这种条件下,达到平衡时CO消耗了a mol·L-1,则平衡时各物质的浓度为C(CO)=(2- a)mol·L-1 C(H2O)=(6-a)mol·L-1C(CO2)=amol·L-1C(H2)=amol·L-1. a2∕{(2- a)×(6-a)}=1解得a=1.5.所以CO的转化率为: (1.5∕2) ×100℅=75℅。
(10分)、在537℃、1.01×105Pa时,往容积可变的密闭容器中充入1molX和3molY,此时容积为VL。保持恒温恒压,发生反应X(g)+ 3Y(g) 2Z(g),达到平衡时,平衡混合气体中Z的体积分数为0.5。
(1)达到平衡时,X的转化率约为 。
(2)保持上述温度和压强恒定不变,若向容器中只充入4molZ,则反应达到平衡时,平衡气体中Y的体积分数为 ,容器的容积为 L。
(3)若另选一容积固定不变的密闭容器,仍控制温度不变,使2molX和6molY反应,达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5,则该密闭容器的容积为
(4)若温度仍为537℃,容器体积保持VL不变(恒容),往其中充入a mol X的b mol Y,使反应达到平衡,这时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5,体系压强为1.01×105Pa,若a : b =" 1" : 3,则a=
正确答案
(1)66.7%(2)3/8 4/3V (3)4/3V (4)1.5mol
(1) X(g)+ 3Y(g) 2Z(g)
起始量(mol) 1 3 0
转化量(mol) n 3n 2n
平衡量(mol) (1-n)(3-3n) 2n
所以根据题意可知
解得n=2/3
所以转化率是1÷2/3×100%=66.7%
(2)4molZ相当于是2molX和6molY,由于是恒温恒压,所以平衡是等效的,因此Y的体积分数不变,是0.5×3/4=3/8。根据(1)可知平衡时容器容积是,所以此时容器容积是4V/3。
(3)根据(2)可知,平衡时Z的体积分数也是0.5,而容器容积是4V/3,所以使2molX和6molY反应,达到平衡时平衡气体中Z的体积分数仍为0.5,则该密闭容器的容积为4V/3。
(4)由于(1)中平衡时容器容积是2V/3,物质的量是8/3mol,而此时平衡时容器容积是V,所以要满足条件,则必须满足平衡时容器内气体的物质的量是。其中Z是2mol,则消耗X和Y分别是1mol和3mol,所以有a-1+3a-3+2=4,解得a=1.5mol。
( 14分)
(1)元素M 的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同,则M的原子结构示意图为_ 。
(2)硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为 _。
(3)能证明Na2SO3溶液中存在SO32-+H2OHSO3-+OH-水解平衡的事实是 _(填序号)。
A.滴人酚酞溶液变红,再加人H2SO4溶液后红色退去
B.滴人酚酞溶液变红,再加人氯水后红色退去
C.滴人酚酞溶液变红,再加人BaCl2溶液后产生沉淀且红色退去
(4)元素X、Y 在周期表中位于向一主族,化合物Cu2X和Cu2Y 可发生如下转化(其中D 是纤维素水解的最终产物):
① 非金属性X Y(填“>”或“<”)
② Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成,化学方程式为
(5)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A ( g ) + B ( g)2C ( g ) + D ( s)反应,按下表数据投料,反应达到平衡状态,测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系:
正确答案
(1)。
(2) 3NH3·H2O+Al3+=Al(OH)3↓+3NH4+
(3)C
(4)①< ② Cu2O+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O。
(5) 化学平衡常数随温度升高而减小
(1)NH4+ 所含的电子数和质子数分别是10、11,与其电子数和质子数均相等的简单离子只有Na+,Na的原子结构示意图为。
(2)硫酸铝与过量氨水反应生成氢氧化铝和硫酸铵,注意Al(OH)3不能溶于过量的氨水,则硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为:3NH3·H2O+Al3+=Al(OH)3↓+3NH4+
(3)向Na2SO3溶液中加入H2SO4,发生反应生成的SO2能与有色的有机物结合生成无色物质;氯水具有强氧化性能漂泊一些有色的有机物;向Na2SO3溶液中加入BaCl2溶液发生反应过程中溶液中的SO32-的浓度减小,Cl-浓度增加,但Cl-不能影响溶液中酚酞的变色情况,发故C可以说明。
(4)已知纤维素水解的最终产物——葡萄糖能与新制的氢氧化铜悬浊液生成砖红色沉淀Cu2O,故X为S,Y为O。非金属性S2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O。
(5)该反应的正反应方向是一个气体分子数减小的反应,反应达到平衡状态,体系压强升高,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应方向是一个放热反应,即化学平衡常数随温度升高而减小。
考点定位:本题考查了原子结构示意图、离子方程式的书写、化学平衡的判断和实验检验。
(10分).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,引起了各国的普遍重视。
⑴目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
(2)该条件下的平衡常数为__________________。
(3)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
(4)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2 CO2=2 CO+O2,CO可用作燃料。
已知该反应的阳极反应为:4OH――4e―=O2↑+2H2O
则阴极反应式为:________________________________。
有人提出,可以设计反应2CO=2C+O2来消除CO的污染。请你判断是否可行并说出理由:__________________________________________。
正确答案
(10分) ⑴0.225 (2) 5.3 或16/3 (3)C、D
(4) 2CO2+4e―+2H2O=2 CO+4OH―
不可行,该反应是一个焓增、熵减的反应,任何情况下不能自发进行
略
(1)请在图中画出c(H2)随时间t的变化曲线图;
(2)平衡时c(O2)平为 mol/L。
(3)欲计算出平衡时O2的浓度,除已知“H2O(g)
和CO”的物质的量外,至少需要知道平衡体
系中某两种气体的平衡浓度。这两种气体除
可以是H2O和CO2外还可以是 。
(4)在其它条件不变的情况下,若改为起始时在
容器中充入2molH2和2molCO2,则上述两反
应达到平衡时,c(O2)平= mol/L。
正确答案
(8分)(1)如右图
(2)0.5mol/L
(3)H2和CO(或H2和CO2或H2O和CO)
(4)0.5mol/L (每空2分)
(1)根据化学反应方程式和题给信息:
2H2O(g)2H2+O2, 2CO+O22CO2
开始 2 0 0 2 0.625 0
变化 1.25 1.25 0.625 0.25 0.125 0.25
平衡 0.75 1.25 0.625 1.75 0.50 0.25
在化学反应中,变化值和化学计量数成正比,可得答案。(1)(2)两问可求得,(3)此问解答时在两个方程式中,只要知道除共同物质O2外的任意两个数据即可,所以以下三组均可:H2和CO(或H2和CO2或H2O和CO),(4)其它条件不变,可知加入2molH2和2molCO2达到的平衡与原平衡是等效平衡。结果同(2)。
在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
(1)上图表示NO2的浓度变化的曲线是 。用O2表示从0~2 s内该反应的平衡速率v= 。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
正确答案
(1)b 1.5×10-3 mol·L-1·s-1 (2)bc
该反应达平衡时,n(NO)="0.007" mol,此时n(NO2)="0.013" mol,其浓度变化量为0.006 5 mol·L-1,所以表示NO2变化的曲线是b。在(2)中,a表示是同一方向的速率,在任何时候都成立,而d中容器的体积及气体的总质量都不变,气体的密度也始终不变。
(6分)如图所示,某温度下,物质的量分别是1.2mol的气体X和物质的量为1.0mol的气体Y,在2L密闭容器中反应生成气体Z,反应5min后测得n(X) =0.4mol,n(Y)=0.2mol,生成的n(Z)=1.6mol,则该反应的反应物为 该反应的化学方程式可表示为 ,反应在10分钟内的化学反应速率用Z来表示则V(Z)= 。
正确答案
X 和 Y ; X + Y2Z ; 0.079 mol /(L·min)
由图像可知X和Y的物质的量减少,Z的物质的量增加,所以X和Y是反应物,Z是生成物。到达平衡时X、Y、Z的物质的量的变化量分别是0.79mol、0.79mol、1.58mol,因为变化量之比就是相应的化学计量数之比,所以方程式为X + Y2Z。反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以用Z表示的反应速率是
。
在5 L的密闭容器中充入2 mol A气体和1 mol B气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g),10min后达平衡时,在相同温度
下测得容器内混合气体的物质的量是反应前的5/6,试计算
①A的转化率
②平衡常数K
③10min内生成物C的反应速率
正确答案
略
(10分)t℃时,将3mol A和1molB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)
C(g)
2min时反应达到平衡状态(温度不变),剩余了0.8molB,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白:
(1) 从开始反应至达到平衡的状态,生成C平均反应速率为 .
(2) = ;平衡常数K= .
(3) 若继续向原混合物的容器中通入少量氦气(设氦气和A、B、C都不反应)后,化学平衡(填字母)
A、向正反应方向移动
B、向逆反应方向移动
C、平衡不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充入amolC,在t℃时达到新平衡,此时B的物质的量为n(B)= mol。
正确答案
(10分)
(1) __0.2 mol•L-1•min-1(说明:不写单位扣分)
(2) 4 1/27
(3) C (4)(0.8+0.2a)
略
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