- 化学平衡
- 共20016题
(l2分)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)达到化学平衡状态。
(1)500℃时,从反应开始到达到化学平衡状态,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是________(用nB、tB表示)。
(2)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
(3)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)减小 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. 重新达到平衡时,c(H2)/c(CH3OH)减小
(4) 该反应的ΔH 0(选填>、<),理由是 。
正确答案
(每空2分,共12分) (1)mol·L-1·min-1 (2)cd (3)cd
(4)< 500℃下反应达到平衡时CH3OH的物质的量比300℃时的少,说明升高温度时平衡逆向移动,依据勒夏特列原理,正反应为放热反应(4分)。
略
(8分)已知由短周期元素组成的A、B、C、D四种常见化合物分子中所含原子数目依次为2、3、4、5,其中A、B含有18个电子,C、D含有10个电子。请回答:
(1)D中含有的化学键类型有 ,已知8gD与O2完全燃烧,生成稳定化合物时放出445kJ的热量,写出反应的热化学方程式 。
(2)室温下,若向一定量C的稀溶液中逐滴加入物质的量浓度相同的A,直至A过量,生成化合物XY4Z(X、Y、Z表示元素符号)。讨论上述实验过程中离子浓度的大小顺序、对应溶质的化学式和溶液的pH。试填写表中空白(要求填写有关粒子化学式):
(3)B在空气中完全燃烧生成E,在一定条件下发生E与O2反应生成F。
①将0.05molE和0.03molO2放入容积为1L的密闭容器中,达到平衡,测得c(F)=0.04mol·L—1。计算该条件下反应的平衡常数K= 和E的平衡转化率 。
②已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,下列措施中有利于提高E平衡转化率的有 (填字母)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
正确答案
略
(6分)在一个密闭容器中,保持一定的温度和压强进行以下反应:
A(g) +3B(g)
3C(g),已知加入1 molA和3 molB,平衡时A的物质的量为a mol。
(1)达到平衡时C在反应混合体中体积百分含量是 (用含a的关系式表示)
(2)在相同的实验条件下,若在同一个容器中改为加入2 molA和6 molB,达到平衡后, C在混合气体中的体积百分含量 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在相同的实验条件下,如果加入n mol A、m mol B和p molC,若要求平衡后C在混合气体中的百分含量保持不变,与(1)相同,则n、m与p的关系式为 。
正确答案
略
(13分)
Ⅰ 某温度下,密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,使之反应合成NH3,平衡后,测得NH3的体积分数为w,如果温度不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后NH3的体积分数仍为w,N2、H2、NH3的物质的量分别用x、y、z表示.
(1)恒温恒容条件下:若x=0.75 mol, 则y=________,z=________.
(2)恒温恒压条件下,x、y、z(均不小于0)满足的一般条件是_______________________.
Ⅱ 一定条件下,可逆反应X(g)+Y(g)2Z(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度为c(X)=0.5mol/L;c(Y) ="0.1" mol /L ; c (Z)="1.6" mol /L若用a、b、c 分别表示X Y Z的初始浓度(mol/L)则a、b应满足的关系是________ ____, a的取值范围为_______________
Ⅲ 在10℃和4×105Pa的条件下,当反应aA(g)dD(g)+eE(g),建立平衡后,维持温度不变而压强改变,测得D的浓度变化如下:
压强(Pa)
4×105
6×105
10×105
20×105
D的浓度(mol/L)
0.085
0.126
0.200
0.440
(1)压强从4×105Pa增加到6×105Pa时,平衡向 (填“正”或“逆”)方向移动,理由是_________________________________________________________________
(2)压强从10×105Pa增加到20×105Pa时,平衡向_______(填“正”或“逆”)方向移动
正确答案
Ⅰ(1)2.25(1分), 0.5(1分) (2) x:y="1:3" (1分)
Ⅱ a=b+0.4(2分) 0.4≤a≤1.3(2分)
Ⅲ 逆(2分),压强从4×105Pa到6×105Pa时,增加为原来的1.5倍,而c(D)=6/4×0.085mol/L=0.128 mol/L>0.126,所以实际平衡向逆反应方向移动。(2分)正(2分)
略
(10分)恒温下,将a mol N2与b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生可逆反应:N2(g)+3H2(g) ="====" 2NH3(g)。
(1)若反应进行到某时刻t时,nt(N2)="13" mol,nt(NH3)="6" mol,计算a的值。
(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8 L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%,计算平衡时N2 的转化率。
正确答案
(10分)(1)a="16 " (2) N2转化率=25%
略
(6分)随着世界粮食需求量的增长,农业对化学肥料的需求量越来越大,其中氮肥是需求量最大的一种化肥。而氨的合成为氮肥的生产工业奠定了基础,其原理为:N2+3H22NH3
(1)在N2+3H22NH3的反应中,一段时间后,NH3的浓度增加了0.9mol·L-1。用N2表示其反应速率为0.15 mol·L-1·s-1,则所经过的时间为 ;
A.2 s B.3 s C.4 s D.6 s
(2)下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率,其中反应最快的是 ;
A.v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1 B.v(N2)=0.1 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.15 mol·L-1·min- D.v(N2)=0.002mol·L-1·min-1
(3)在一个绝热、容积不变的密闭容器中发生可逆反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下列各项能说明该反应已经达到平衡状态的是 。
A.容器内气体密度保持不变
B.容器内温度不再变化
C.断裂1mol N≡N键的同时,断裂6 mol N—H键
D.反应消耗N2、H2与产生NH3的速率之比1︰3︰2
正确答案
(1)B (2)B (3)BC
(1)反应速率之比是相应的化学计量数之比,所以氨气的反应速率就是0.15 mol·L-1·s-1×2=0.30 mol·L-1·s-1,因此时间是0.9mol·L-1÷0.30 mol·L-1·s-1=3s,答案选B。
(2)同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以比较反应速率快慢时,应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示,然后才能直接比较速率数值,因此如果都用物质氮气表示反应速率,则选项AC分别是0.033 mol·L-1·min-1、0.075 mol·L-1·min-1,所以答案选B。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,所以选项B正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,A不正确。C中反应速率的方向相反,且满足速率之比是相应的化学计量数之比,正确。速率之比是相应的化学计量数之比,因此D中的关系始终是成立,不正确。答案选BC。
(9分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混和,发生如下反应: aA+bBcC(固)+dD当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了n/2 mol,C增加了3n/2 mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡:
(1)该化学方程式中各物质的系数为a=_______,b=______,c_______,d=__ ___。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态A_______,B________,D_________。
(3)该反应的平衡常数表达式为K= 。若升高温度,达到平衡后平衡常数减小,则该反应为________反应(填放热或吸热)
正确答案
略
(16分)完成下列各题:
⑴K2Cr2O7(橙色)、Cr2(SO4)3(绿色)、K2SO4、H2SO4、C2H5OH、CH3COOH和H2O分别属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物,该反应原理可以用于检查司机是否酒后开车。
①若司机酒后开车,检测仪器内物质显示出 色。
②写出并配平该反应的化学方程式: 。
③如果在反应中生成1mol氧化产物,转移的电子总数为 。
⑵在汽车上安装三效催化转化器,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
2C(s)+ O2(g)="2CO(g) " △H=-221.0 kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
①尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H = 。
②为了提高尾气转化的反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施为 。
③该反应达到平衡时若增大压强,则混合气体的平均相对分子质量 ,若升高温度,则该反应的平衡常数 (均填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑶已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断:①(NH4)2CO3溶液的pH 7(填<、>、=)。
②相同温度下,等物质的量浓度的下列四种盐溶液按pH由大到小的排列顺序为 。(填序号)
a.NH4HCO3 b.NH4A c.(NH4)2CO3 d.NH4Cl
正确答案
(16分)
⑴①绿色(1分)
②2K2Cr2O7 + 3C2H5OH + 8H2SO4 =2Cr2(SO4)3 + 3CH3COOH + 2K2SO4 + 11H2O (3分)
③2.408×1024或4NA(2分)
⑵①-746.5 kJ/mol (2分) ②B(2分) ③增大 减小(2分)
⑶ ①>(2分) ②c>a>b>d(2分)
略
(8分)常温下,关于下列两个反应:
a.0.1mol/L醋酸溶液:CH3COOH CH3COO-+H+
b.0.1mol/L醋酸钠溶液:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
(1)两式到达平衡后,在a中加入一定量的水后,平衡向________________移动,溶液的pH______(填“升高”“降低”“不变”)
(2)向b中加入同浓度的醋酸钠溶液,溶液的pH将_______(填“升高”“降低”“不变”),若加入少量的CH3COOH,使溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则溶液的pH为_______
(填数值)。
正确答案
(1)右(合理都对)、升高 (2)不变、7
略
(18分)能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下前实现如下变废为宝的过程:
mCeO2 (m-x)CeO2xCe+xO2
(m-x)CeO2xCe+xH2O+xCO2
mCeO2+xH2+xCO
上述过程的总反应是 ,该反应将太阳能转化为 。
(2)CO、O2和KOH溶液构成的燃料电池的负极电极反应式为 。该电池反应可获得K2CO3溶液,某温度下0.5molL-1 K2CO3溶液的pH=12,若忽略CO32-的第二级水解,则CO32- +H2O
HCO3-+OH-的平衡常熟Kh= 。
(3)氯碱工业是高耗能产业,下列将电解池与燃料电池相组合的工艺可以节能30%以上。
①电解过程中发生反应的离子方程式是 ,阴极附近溶液PH (填“不变”、“升高”或“下降”)。
②如果粗盐中SO42-含量较高,精制过程需添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可选用下列试剂中的 。
a.Ba(OH)2 b.Ba(NO3)2 c.BaCl2
现代工艺中更多使用BaCO3除SO42-,请写出发生反应的离子方程式 。
③图中氢氧化钠溶液的质量分数a% b%(填“>”、‘‘=”或“<”),,燃料电池中负极上发生的电极反应为 。
正确答案
(18分)
(1)H2O + CO2 =H2 + CO + O2(2分) 化学能(1分)
(2)CO – 2e- +4OH- = CO32- + 2H2O(2分) 2×10-4 mol·L-1(2分)
(3)①2Cl-+2H2O Cl2↑+ H2↑+2OH-(2分) 升高(1分)
② ac(2分) BaCO3(s)+ SO42-(aq) = BaSO4 (s)+ CO32-(aq)(2分)
③ <(2分) H2-2e-+2OH-=2H2O (2分)
试题分析:(1)两式相加可得总反应方程式:H2O + CO2 =H2 + CO + O2;通过该反应把太阳能转化为了化学能。
(2)在碱性条件下,CO失电子转化为CO32‾,电解方程式为:CO – 2e- +4OH- = CO32- + 2H2O;溶液的pH=12,则c(OH‾)=0.01mol•L‾1,若忽略CO32-的第二级水解,c(HCO3‾)=0.01mol•L‾1,则Kh=c(HCO3‾)•c(OH‾)/c(CO32‾)= 0.01mol•L‾1×0.01mol•L‾1/0.5mol•L‾1= 2×10-4 mol·L-1。
(3)①电解食盐水生成H2、H2和NaOH,所以离子方程式为:2Cl-+2H2O Cl2↑+ H2↑+2OH-;阴极上H2O电离出的H+得电子生成H2,使H2O的电离平衡向右移动,OH‾浓度增大,所以pH升高。
②Ba(OH)2可与SO42‾反应,OH‾可加盐酸除去,BaCl2可与SO42‾反应,而且不引入新杂质,Ba(NO3)2能与SO42‾反应,但NO3‾无法除去,故ac正确;BaCO3转化为更难溶的BaSO4,离子方程式为:BaCO3(s)+ SO42-(aq) = BaSO4 (s)+ CO32-(aq)。
③在燃料电池中,氧气作正极,所以通入空气的极是正极,O2得电子生成OH‾,通入燃料的电极是负极,消耗OH‾,所以a% < b%;负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应,电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O。
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