- 化学平衡
- 共20016题
(9分)(1)在容积为3L的密闭容器中,由I2(g)和H2(g)合成HI(g),在其他条件不变的情况下,研究温度对反应的影响,HI的物质的量的变化情况如下图所示。
①温度为T1时,在0~tAmin内,H2的消耗速率
v (H2)=________________
②分析右图所示图像,下列说法正确的是_________(填序号)
a.温度为T2,容器内气体密度不变时,反应到达B点所示状态
b.平衡状态从A点移动到B点,n(HI)/n(H2)增大
c.该反应为放热反应
(2) 加水稀释0.1mol·L-1的HF溶液,下列各量中增大的是________(填序号)
a.c(H+) b. Ka(HF) c. c(F-)/c(H+) d. c(H+) / c(HF)
(3) 在0.1mol·L-1HCl溶液中加入过量AgNO3溶液,产生白色沉淀,再滴加KI溶液,出现黄色沉淀,试写出有关的离子方程式 、 。
正确答案
(1)nA/6tA mol·L-1·min-1(2分) c (2分)
(2)d (2分)
(3)Ag++Cl-=AgCl↓(1分) AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq) (2分)
①根据图像可知在在0~tAmin内,生成的碘化氢是nAmol,则消耗氢气是0.5 nAmol,所以反应速率是nA/6tAmol/(L·min)。
②因为反应前后体积不变,所以混合气的密度始终是不变的。B点最先达到平衡状态,所以B点对应的温度高。由A点到B点碘化氢的物质的量减少,平衡向逆反应方向移动,所以n(HI)/n(H2)减小。升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应。
(2)HF属于弱电解质,存在电离平衡HFF-+H+。稀释有利于电离,即在稀释过程中氢离子和氟离子的物质的量是增加的,但其浓度是减小的,所以OH-的浓度是增大的。HF的物质的量是减小的,浓度也是减小的。电离常数和温度有关,与浓度无关,因此正确的答案是d。
(3)本题主要考查了溶解平衡的相关内容。由于AgI的Ksp小,所以AgCl可转化为AgI。
(20分)在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol 的N2和0.6 mol 的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如右图:
(1)根据右图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(NH3)为____ _。
(2)该反应的化学平衡常数表达式K=_____ 。
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为________。
a. 0.20 mol/L b. 0.12 mol/L c. 0.10 mol/L d. 0.08 mol/L
(4)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡_________________________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”),化学平衡常数________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol/L)。请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。
正确答案
略
已知850℃时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的K=1。850℃时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO,3.0mol H2O,1.0mol CO2和xmol H2。
(1)当x=5.0时,判断化学反应进行的方向。
(2)若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是什么?
(3)若x=5.0,当上述反应达到平衡后,计算H2的体积分数。
正确答案
(1)逆向进行 (2)0≥x>3 (2)0.48
略
(6分)一定条件下,在l L密闭容器中C12(g)、S(g)发生反应(产物只有一种),三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,请回答下列问题:
(1)生成物的化学式为 。
(2)反应进行2 min时达到平衡,此时Cl2的平均反应速率v(Cl2)= 。
(3)反应达到平衡时,S(g)的转化率为 。
正确答案
略
铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)水热法制备Fe3O4纳米颗粒的反应是:3Fe2++2S2O32-+O2+xOH-→Fe3O4↓+S4O32-+2H2O
①上述离子方程式中x=________;
②每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为________mol;
(2)某高效净水剂可由Fe(OH)SO4聚合得到。工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4,反应中有NO生成,化学方程式为 。
高炉炼铁过程中发生的主要反应为:Fe2O3(s)+ CO(g)
Fe(s)+CO2(g)+Q
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
(3)该反应的平衡常数表达式K=_ ;Q 0(填“>”、“<”或“=”);
(4)欲提高上述反应中CO的平衡转化率,可采取的措施是 ;
A.提高反应温度 B.移出部分CO2
C.加入合适的催化剂 D.减小容器的容积
(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,此时v正 v逆(填“等于”、“大于”或“小于”)。经过l0 min,在1000℃达到平衡,则该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)= 。
正确答案
(1)4、4
(2)2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4 =2Fe(OH) SO4 + Na2SO4 + 2NO↑
(3) >
(4)B
(5)大于、 0.006 mol/(L·min)
试题分析:(1)①根据电荷守恒可知:X=4,②由方程式可得:每生成1 mol Fe3O4,反应转移的电子为4mol;
(2)工业上以FeSO4、NaNO2和稀硫酸为原料来制备Fe(OH)SO4的方程式为2FeSO4 + 2NaNO2 + H2SO4 =2Fe(OH) SO4 + Na2SO4 + 2NO↑。
(3)高炉炼铁过程中发生的主要反应的化学平衡常数为。由于升高温度K减小,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是吸热反应,所以正反应为放热反应,所以Q>0.
(4)A升高温度化学平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率降低。错误。B移出部分CO2,即减小生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,CO的平衡转化率提高。正确。C.加入合适的催化剂 ,对化学平衡无影响,因此CO的平衡转化率不变。错误。D.减小容器的容积即增大压强。由于该反应是反应前后气体体积相等的反应,所以改变压强化学平衡不移动,CO的平衡转化率不变。错误。故正确选项为B。
(5)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,因为C(CO) :C(CO2) =1<4.0,所以V正>V逆。C(CO) (开始)=" 0.1mol/L," C(CO2)(开始) =0.1mol/L,假设在反应过程中ΔC(CO)=X,则平衡时C(CO) (平衡)=( 0.1-X) mol/L, C(CO2) (平衡)=( 0.1+X) mol/L,C(CO2) (平衡):C(CO) (平衡)= ( 0.1+X) mol/L:( 0.1-X) mol/L=4.0,解得X="0.06mol/L." 所以在该时间范围内反应的平均反应速率v (CO2)= 0.06mol/L÷10L=0.006mol/(L·min).
(6分)在一定温度下,在容积为2L的容器内,某反应各物质(均为气体)的物质的量随反应时间的变化曲线如图,试回答下列问题:
(1)若t1=5S,则前5S用M表示的反应速率为 。
(2)t2时,正反应速率 (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。
(3)下列说法正确的是( )
正确答案
(1)0.1mol/(L.s) (2)大于 (3)BD
考查化学反应速率的有关计算及平衡状态的判断。
(1)反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。根据图像可知5s时M的物质的量变化了3mol-2mol=1mol,所以速率为。
(2)t2之后,M的物质的量继续增加,N的物质的量继续减小,说明正反应速率大于逆反应速率。
(3)t2时刻各种物质物质的量还是变化的,因此没有达到平衡状态。t3时刻各种物质物质的量不再发生变化,所以该反应达到平衡,B正确。根据图像可知,反应开始时,生成物的M的物质的量是2mol,其浓度不是0,C不正确。可逆反应的限度是在一定条件下的限度,改变外界条件可以改变反应的限度,D正确。答案选BD。
(12分)在一固定容积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H=" Q" KJ/mol其化学平衡常数K和温度t的关系如下:
请回答:
(1)上述反应中Q 0 (选填“>”或“<”)
(2)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是 。
a. 容器中压强不变 b. 反应热不变 c. v正(H2) =v逆(CO) d. CO2的质量分数不变
(3)温度为850℃时,可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)在固定容积的密闭容器中进行,容器内物质的浓度变化如下表:
850℃时物质的浓度(mol/L)的变化
①计算:3 min时CO的浓度c 1 = mol/L,H2O (g)的转化率= 。
②反应在4min~5min之间,平衡向逆反应方向移动,可能的原因是 表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是
a . 增加水蒸气 b. 降低温度 c. 使用催化剂 d. 增加氢气浓度
正确答案
(1)> (2) c d (3) 0.08 40% (4) d a
(1)由表中数据,随温度的升高,K增大,即该反应的正反应方向为吸热反应,Q>0;
(2)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是:cd;a错,该反应为等体积反应,无论平衡与否容器内压强不变;b错,对于某一具体的反应来说,反应热为一常数;
(3)①3 min时该反应已达平衡则,
由化学反应方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L) 0.200 0.300 0 0
变化浓度(mol/L) x x x x
平衡浓度(mol/L)0.2—x 0.3—x x x
850℃时该反应的平衡常数,解得x=0.12;
即可得;H2O (g)的转化率
;
②反应在4min~5min之间,平衡向逆反应方向移动,可能的原因是增加氢气浓度,表中5min~6min之间数值发生变化,可能的原因是增加水蒸气;
(16分)
运用化学反应原理研究氮、氧等元素的单质及其化合物的反应有重要意义。
Ⅰ.(1)一定温度和压强下,反应N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)达到化学平衡状态。若向平衡体系中通入氩气,平衡 (填“向左”、“向右”或“不”)移动;若使用活性更强的催化剂,该反应的ΔH (填“增大”、“减小”或“不改变”)。
(2)在一定温度和压强下,已知:
O2 (g) = O2+ (g) + e-;H1=" 1175.7" kJ/mol
PtF6 (g) + e- = PtF6- (g);
H2=" ―771.1" kJ/mol
O2PtF6 (s) = O2+ (g) + PtF6- (g);
H3=" 482.2" kJ/mol
则反应O2 (g) + PtF6 (g) = O2PtF6(s);
H="_____________" kJ/mol。
Ⅱ.现有常温下的六种溶液:①0.01 mol/L CH3COOH溶液;②0.01 mol/L HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01 mol/L CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01 mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
(1)⑤、⑥溶液比较,pH较大的是 。
(2)六种溶液中,水的电离程度相同的是______________。
(3)若②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:②________ ③(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)稀释相同倍数后,溶液的pH:① ②,③ ④(选填“>”、“<”或“=”)。
正确答案
(16分)Ⅰ.(1)向左(2分) 不改变 (2分) (2)-77.6 (2分)
Ⅱ.(1)⑤(2分) (2)②③④(2分) (3)>(2分) (4)>(2分) >(2分)
略
已知反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) 的Kc=0.5(1273K)。若起始浓度c(CO) = 0.05 mol·L-1,c(CO2) = 0.01 mol·L-1,请回答:
(1)判断化学反应进行的方向并计算反应物、生成物的平衡浓度。
(2)CO的转化率是多少?
正确答案
(1)反应正向进行 (2)c(CO)平=0.04mol/L c(CO2)平=0.02mol/L (3)20
试题分析:(1)根据平衡常数的表达式可知,如果起始浓度c(CO) = 0.05 mol·L-1,c(CO2) = 0.01 mol·L-1,则此时K=<0.5,所以反应向正反应方向进行。
(2)设平衡时生成CO2的浓度是x,则根据平衡常数的表达式可知,解得x=0.01mol/L,则反应物、生成物的平衡浓度分别是0.04mol/L和0.02mol/,其中CO的转化率是
。
点评:该题是中等难度的试题,试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练。该题的关键是明确平衡常数的含义,然后依据方程式灵活运用即可。有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生分析、归纳、总结问题的能力。
(4分)下图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,t是到达平衡状态的时间。试回答:
(1)该反应的反应物是 。
(2)该反应的化学反应方程式为_____________________________________。
(3)若达到平衡状态的时间是2 min,A物质的平均反应速率为 。
正确答案
(1)A (2)3AB+3C (3)0.6 mol/(L·min)
略
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