- 化学平衡
- 共20016题
(10分)将6 mol H2和3 mol CO充入容积为0.5 L的密闭容器中,进行如下反应:2 H2(气) + CO(气) CH3OH(气),6秒时体系达到平衡,此时容器内气体的物质的量为开始时的0.6倍,求(1)H2的反应速率 ;
(2)CO的转化率 ;
(3)求相同条件下CH3OH(气) 2 H2(气) + CO(气)的平衡常数K
正确答案
略
(12分)某温度下,容积同为2L的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
(已知某温度下2HI(g) H2 (g)+I2 (g)
=" +A" kJ·mol
K=4.0)
(1)根据上表回答问题
①c1、c3的关系式为
②a、b的关系式为
③p2、p3的关系式为
④与
的关系式为
(2)甲容器中:该反应的平衡常数表达式为 。
(3)乙容器中:反应在开始2分钟后达平衡状态,则该反应在这2分钟的平均反应速率为 mol·L·min
(用含有c2的代数式表示)
(4)丙容器中:反应开始时进行的方向是 (填“向左”、“向右”或“不动”)
(5)乙容器中:当反应达到平衡状态后,向容器中再充入1 mol H2,则1分钟后,正反应速率与原平衡时相比 (填“增大”、“不变”或“减小”)
正确答案
(12分)
(1)①2c1=c3②a+b=A③2p2=p3④+
="1 " (各2分)
(2)c(H2)﹒c(I2) / c2(HI)
(3)c2/2 (4)向右(5)增大 (各1分)
略
(10分)在5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)
2C(g),经4 s后达到平衡状态
,在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的5/6,
(1)达到平衡时,C的物质的量浓度;
(2)以B表示的该反应的速率;
(3)达到平衡时,A的转化率。
正确答案
(1)0.2mol/L (2) 则 B的反应速率="0.5/5/4=0.025" mol/(L.s)
(3) A 的转化率为50%。
略
(8分) 已知3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,经5 min后达到化学平衡,此时测得D的浓度为0.5 mol/L,且c(A)∶c(B)=3∶5。又知5 min 内用C表示的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。求:
(1)反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=________mol;
(2)5min内用B表示的平均反应速率v(B)=________mol/(L·min);
(3)此时A的转化率为_______,x的值为________。
正确答案
(1) ___3_____mol; (2) v(B)=______0.05__mol/(L·min);
(3)____50%__,x的值为__2______。
略
(12分)在一定温度下将2 mol A和2 mol B两种气体混合于某2L密闭容器中,发生如下反应:3A (g)+3B(g) 2C(g) +2D(g),2 min 末反应达到平衡状态,生成0.8 mol D,请填写下面空白:
(1)B的平衡浓度为 。
(2)A的转化率为 。
(3)用D表示的平均反应速率为 。
(4)如果缩小反应容器容积(温度不变),使压强增大,则平衡体系中C的物质的量浓度 ,C的质量分数 ,混合气体平均相对分子质量 (均填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
略
(7分)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为 ;
② 反应从开始至2分钟末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ,
③当反应进行了3 min,该反应是否达到平衡 (填“是”或“否”)。
(2)把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中,发现H2生成的速率变化情况如图,其中
T1~T2速率变化的主要原因是__ __,
T2~T3速率变化的主要原因是___ ___
正确答案
(1)①3X+Y 2Z ② 0.05mol/(l.min) ③是
(2)反应放热,溶液温度升高,反应速率增大; 溶液中H+的浓度逐渐减小,反应速率减小
略
(14分)能源开发、环境保护、资源利用等是当今社会的热门话题。请根据所学化学知识回答下列问题:
(1)汽车上安装催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOx、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。
已知:N2(g) + O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ · mol-1;
2C(s)+ O2(g)=2CO(g) △H=-221.0 kJ · mol-1;
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ · mol-1
则尾气转化反应2NO(g) +2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=________________。
(2)汽车尾气分析仪对CO的含量分析是以燃料电池为工作原理,其装置如下图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质中自由移动。
下列说法中正确的是_____________(填字母序号)。
(3)某硝酸厂利用甲醇处理废水。在一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32 g CH3OH转移6 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比为______________。
(4)煤的间接液化是先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇。若在一定温度下,向1 L密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),经10 min反应达到平衡时测得各组分的浓度如下:
物 质
CO
H2
CH3OH
浓度/(mol·L-1)
1.2
1.0
0.6
①该反应的平衡常数表达式为:K=_____________________。
②该时间内反应速率v(H2)=_________________。
③平衡时CO的转化率为_________________(保留1位小数)。
正确答案
(14分)
(1)-746.5 kJ · mol-1 (3分)
(2)A B D (3分)
(3)5 : 6 (2分)
(4)① (2分)
② 0.12 mol/(L·min) (2分)
③ 33.3% (2分)
(以上答案仅供参考,合理答案均给分)
略
将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:
,2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8mol D,请填写下面空白:
(1)B的平衡浓度为____________。
(2)A的转化率为_____________。
(3)用D表示的平均反应速率为_________________。
(4)如果缩小容器容积(温度不变),则平衡体系中混合气体的密度、平均相对分子质量__________、__________。(两空均填“增大、“减少”或“不变” )
(5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行,开始加C和D各4/3 mol,要使平衡时各物质的体积分数与原平衡相等,则还应加入____molB物质。
正确答案
⑴ 0.8mol·L-1
⑵ 60%
⑶ 0.2 mol·(L·min)-1
⑷ 增大;不变
⑸ 4/3
略
一定条件下,在体积为3 L的密闭容器中反应CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表达式K= ;根据下图,升高温度,K值将 增大压强K值将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是 (用nA 、nB、 tA 、tB表示)。
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。
a. v生成(CH3OH)= v消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d. CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是 (填字母)。
a. c(H2)减少 b正反应速率加快,逆反应速率减慢
c. CH3OH 的物质的量增加 d.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
正确答案
(1)(2分)减小(1分)、不变(1分) (2)
(2分) (3)cd(2分) (4)cd(2分)
:(1)①化学常数是在一定条件下的可逆反应中,当可逆反应反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的方程式可知,该反应的平衡常数表达式是K=。
②根据图像可知,温度越高,甲醇的含量越低。说明升高温度,平衡想逆反应方向越低,即正反应是放热反应,K值减小
K值只与温度有关,加压时其值不变
(2)500℃时,在tB时达到平衡,CH3OH的物质的量为nB,以甲醇来表示的反应速率为,由反应系数之比可知,氢气的反应速率为
(3)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是 (填字母)。
a. v生成(CH3OH)、v消耗(CO)均表示的为正反应速率,并不能说明正逆反应速率相等,排除
b.在恒容情况下,反应混合气体的质量为定值,密度必为定值,不能做为平衡的判定标志
c.混合气体的质量为定值,但总物质的量一直在改变,故当混合气体的平均相对分子质量不再改变时,平衡达到平衡状态,正确
d. 符合平衡状态的概念,正确
(4)300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,各物质浓度均增大,正逆反应速率均增大;压强增大,平衡正向移动,CH3OH 的物质的量增加,H2的物质的量减小,重新平衡后,c(H2)/ c(CH3OH)减小
故选cd
(16分)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 + ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为 ;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K= 。
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是 ;且该条件所改变的量是 。
正确答案
(1)3 2 8 H2SO4 3 2 2 8 (3分,填上H2SO41分,配平2分)
K2Cr2O7(1分),CO2(1分)
(2)①CH3OH(g)+3/2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ·mol-1(3分)
②ⅰ)270℃(2分) ⅱ) 4 L2 /mol2(2分,没单位不扣分)
③增大H2的浓度(2分);增大了0.1 mol•L-1(2分)
试题分析:
(1)从____C+____K2Cr2O7 + ==___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O式用原子守恒法分析,所缺的物质当属H2SO4,先标出变价元素的化合价,利用电子得失相等进行配平,最后利用原子守恒将其它物质配平即可;在有元素化合价下降的反应物都为氧化剂,含有化合价升高的元素的生成物都是氧化产物,从化合价角度判断。
(2)①先写出甲醇燃烧的方程式,标明各物质的状态,利用盖斯定律求得焓变。
ⅰ)根据甲醇的合成方程式,其为放热反应,所以温度高不利于一氧化碳的转化,转化率低的温度较高,所以Z线为270℃
ⅱ) 由坐标中读出CO的转化率为50%,n(H2)/n(CO)=1.5,可设n(CO)=amol,则n(H2)=1.5amol
依题意得,体积为1L CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始: a mol/L 1.5a mol/L 0
变化: 0.5 mol/L a mol/L 0.5 mol/L
平衡: 0.5 mol/L 0.5 mol/L 0.5 mol/L
K= c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)=" 0.5" mol/L÷0.5 mol/L÷(0.5mol/L)2=4L2/mol2
③由题意中提示“只改变了一个条件”,结合起始量和10min时达到平衡的各物质的量,可知,H2的物质的量还是0.2mol ,可知改变的量当为增加了H2的物质的量,而增加了多少则要从10min时的恢复至起始状态
依题意得 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始: 0.1 mol/L 0.3 mol/L 0
变化:
平衡: 0.05 mol/L 0.2mol/L 0.05 mol/L
则起始的氢气浓度当为 0.3 mol/L,对比之前的浓度,所以增加的氢气的量为0.1 mol•L-1
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