- 化学平衡
- 共20016题
在水溶液中呈橙红色的Cr2O72-与呈黄色的CrO42-有下列平衡关系:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液呈橙色。
(1)取少许上述溶液加入NaOH溶液,溶液变_________色,因为___ ________。
⑵向⑴中再加入过量稀H2SO4,则溶液呈__ __色,因为__________ _________。
⑶取少许原溶液,向其中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡_____ ____,溶液颜色将_____ ____。
正确答案
(1)黄 加入NaOH中和了H+,使c(H+)降低,平衡向正反应方向移动,c(Cr2O72-)减小,c(CrO42-)增大
(2)橙红 加入H2SO4,溶液中c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动,c(CrO42-)降低,c(Cr2O72-)增大
(3)向正反应方向移动 变浅直到无色
考查外界条件对化学平衡的影响。
(1)加入氢氧化钠,中和溶液中的氢离子,氢离子浓度降低平衡向正反应方向移动,c(Cr2O72-)减小,c(CrO42-)增大,溶液显黄色。
(2)再加入硫酸,溶液中c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动,c(CrO42-)降低,c(Cr2O72-)增大,所以显橙红色。
(3)加入Ba(NO3)2溶液,则生成BaCrO4黄色沉淀,c(CrO42-)降低,平衡向正反应方向移动,溶液的颜色将逐渐变浅,直到无色。
(11分)某温度时,在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示。
(1)根据下表中数据,画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:(3分)
(2)体系中发生反应的化学方程式是_____________________________;(3分)
(3)列式计算该反应在0 min~3 min时间内v(Z)="=" ________________________________;(保留至小数点后三位)(3分)
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率等于______________________。(2分)
正确答案
(1)(3分) (2)X(g)+2Y(g)
2Z(g) (3分)
(3)v (Z) ==
=" 0.083" mol/(L·min) (3分,列式但无单位得2分,无列式结果正确得1分,仅有数字不得分) (4)45% (2分)
(1)根据表中数据可知,反应进行到9min是达到平衡状态,此时XYZ的物质的量分别是0.55mol、0.10mol和0.90mol,图像见答案。
(2)平衡时XYZ的物质的量的变化量分别是0.45mol、0.9mol、0.9mol。所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,方程式为X(g)+2Y(g)2Z(g) 。
(3)反应在0 min~3 min时间内Z增加氯0.5mol,所以反应速率是v (Z) ==
=" 0.083" mol/(L·min)。
(4)反应达到平衡时反应物X的转化率等于。
(10分) 2A B + C在某一温度时,达到平衡。
(1) 若温度升高,平衡向正反应方向移动,则正反应是___________反应(填放热或吸热);
(2) 若B为固体,降低压强平衡向逆反应方向移动,则A呈___________态;
(3) 若A是气态时,加压时,平衡不移动,则B为_________态,C为__________态;
(4) 若A、B、C均为气体,加入催化剂,平衡___________移动(填正向、逆向、不)
正确答案
1.吸热 2.气态 3.气态气态 4.不
考查外界条件对平衡的影响
(1)温度升高,平衡向正反应方向移动,则正反应是吸热反应。
(2)降低压强平衡向逆反应方向移动,则正反应是体积减小的。因为B是固体,所以A、C都是气体。
(3)加压时,平衡不移动,说明反应前后体积不变,因此B、C都是气体。
(4)催化剂只能影响反应速率,而不能影响平衡。
(6分)
在某温度下,将H2和I2各1.0 mol充入容积为10L的密闭容器中,充分反应达到衡后,测得C(H2)=0.080mol/L。
(1)求该反应的平衡常数。
(2)、在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸气各2.0 mol,求达到平衡时各物质的浓度。
正确答案
(6分)
(1)K==0.25
(2) c(H2)==c(I2)="=0.16" mol/L c(HI)="=0.08" mol/L
略
t ℃时,将2 mol气体A和1 mol气体B充入容积为2 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g),2 min时反应达到平衡状态(温度仍为t ℃),此时B还有0.6 mol,并测得C的浓度为0.6 mol·L-1。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。
a.B和C的物质的量浓度之比为1∶x
b.容器中的压强保持不变
c.A的百分含量保持不变
d.A的生成速率与B的消耗速率之比为2∶1
e.容器内混合气体的密度保持不变
(2)x=____________;从反应开始到平衡时反应速率v(A)=__________________。
(3)若保持温度不变,增大容器体积,则反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若向平衡混合物中再充入a mol C,t ℃再次达到平衡时B的物质的量为__________ mol。
正确答案
(1)cd
(2)3;0.2 mol·L-1·min-1
(3)减小
(4)0.6+0.2a
略
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
(1)某温度下,2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g);△H=mkJ·mol-1
K的大小与温度(T)的关系如右图中曲线所示,则m 0(填“>”“=”或“<”);
b点时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。反应的焓变(△H)将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若反应物起始的物质的量相同,下列关系图错误的是________ (填序号)。
(3)某硫酸厂利用S02尾气、废铁屑、空气、水合成绿矾(FeS04·7H20),反应中作还原剂的物质是 。
(4)将反应后的混合气体用氨水吸收可得到 (NH4)2SO3和(NH4)2SO4两种化工原料
①对于(NH4)2SO3溶液,某同学写出了如下的正确关系式:
2[c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)]=c(NH4+)+c(NH3·H2O)
请分析该同学的依据是
②在(NH4)2SO4溶液中存在:NH4++H2ONH3·H2O+H+,则该反应常温下的平衡常数K= (已知:常温下,
的电离平衡常数Kb=1.7×10—5 mol·L—1)
(5)三氧化硫吸收后所得的硫酸常用来制备BaSO4作X射线透视时的内服造影剂,胃酸很强(pH约为1),但服用大量BaSO4仍然是安全的,BaSO4不溶于酸的原因是(用溶解平衡原理解释) 。万一误服了少量BaCO3,应尽快用大量0.5mol/LNa2SO4溶液给患者洗胃,如果忽略洗胃过程中Na2SO4溶液浓度的变化,残留在胃液中的Ba2+浓度仅为 mol/L(己知25℃时,Ksp(BaSO4)=l×10-10,Ksp(BaCO3)=1×l0-9)。
正确答案
(1)< > 不变
(2)b c(3)铁二氧化硫(4)①原子守恒和(NH4)2SO3中N、S原子个数比是2:1②5.9×10—8 mol·L—1(5)氢离子不能使钡离子或硫酸根离子浓度降低,因而不能使硫酸钡的沉淀溶解平衡移动。 2×10-10
略
(10分)在一定温度下,将2molA和2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),2min末反应达到平衡状态,生成了0.8molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,请填写下列空白:
(1)x值等于________________
(2)A的转化率为_________________
(3)生成D的反应速率为_________________
(4)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数_________(填变大、变小、不变)
(5)如果上述反应在相同条件下从逆反应开始进行,开始加入C和D各mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡时完全相等,则还应加入________物质_________mol
正确答案
(10分)每空2分 (1)2 (2)60% (3)0.2 mol/(L•min) (4) 不变(5)B 4/3
考查可逆反应的有关计算。
(1)平衡时生成C的物质的量是1.4mol/L×2L=0.8mol。根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知,x=2。
(2)根据方程式可知,生成0.8molD,则消耗A是1.2mol,所以A的转化率是1.2÷2×100%=60%。
(3)反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,所以D的反应速率是=)0.2 mol/(L•min)。
(4)根据方程式可知,由于反应前后体积是不变的,所以改变压强平衡是不移动的,因此C的含量是不变的。
(5)要满足平衡等效,则根据方程式换算之后,A和B的物质的量与最初的物质的量应该是相等的,所以C和D各是4/3mol,根据方程式可知,就相当于A是2mol、B是2/3mol,所以还需要在加入2mol-2/3mol=4/3mol的B物质。
在80℃时,0.40mol的N2O4气体充入 2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
(1)计算20s—40s内用N2O4表示的平均反应速率为 。
(2)计算在 80℃时该反应的平衡常数K 。
(3)能判断该反应是否已达化学平衡状态的依据是________________。
a.容器中压强不变
b.混合气体中c(N2O4)不变
c.v正(NO2)=v逆(N2O4)
d.混合气体密度不变
e.混合气体的平均摩尔质量不变
f.c(N2O4)= c(NO2)
(4)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色 (填“变浅”、“变深”或“不变”)。
(5)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ,若要重新达到平衡时,使[NO2]/[N2O4]值变小,可采取的措施有(填序号) 。
A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(6)如右图是 80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在 60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
正确答案
(1)0.0020mol·L-1·s-1(或0.12mol·L-1·min-1)(有效数字为2位,有误的扣1分)
(2)1.8mol·L-1
abe
(4)变浅
(5)D、A B
(6)
本题考查可逆反应的平衡条件
⑴当时,已生成的
的
,由反应的化学方程式
知此时当有
发生的反应;当
时,剩余的
为
,则
的变化量为
,这
内
发生反应的平均速率为
.
⑵由反应的化学方程式知,当
时,
的变化量为
,则生成的
为
,即
;同理可得
由表中数据可知,当后,反应达到平衡,此时
,所以平衡常数为
⑶由反应的化学方程式知,反应的前后体积有变化,容器中压强不变时可确定反应达到的平衡状态,故
正确;
混合气体中c(N2O4)不变,表明分解为
的速度与
合成为
的速度相同,即下正逆反应的相等,故反应达到的平衡状态,所以
正确;
由于,所以v正(NO2)=v逆(N2O4)时表明正反应的速度大于逆反应的速度,反应没有达到平衡,故
错;
由于反应在密闭容器中进行,所以混合气体的密度始终保持不变,故错;
混合气体的平均摩尔质量不变,表明混合气体的物质的量保持不变,正逆反应的速度相等相等,反应达到的平衡状态,故正确;
当c(N2O4)= c(NO2)时,仅能说明的转化率为
,不能说明反应达到的平衡状态,故
错.
⑷转化为
的反应是吸热反应,因而温度降低,
的转化率降低,
的浓度变小,故颜色变浅;
⑸化学平衡常数只与温度有关,温度一定,则为定值,因而
均不正确,
升高系统温度,有利于正反应进行,平衡向生成的方向移动,
变小,
变大,因而
变大
故正确答案为D
⑹转化为
的反应是吸热反应,温度越低,越不利于
的转化,因而平衡时
的浓度越高,同时达到平衡的时间也越长.
故有如下之图:
(14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,引起了各国的普遍关注
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反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=_____mol/(L·min)。H2的转化率为 。
②下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
E、使用催化剂 F、缩小容器体积
⑵①反应进行到3分钟时,同种物质的v正与v逆的关系: v正 v逆 (填>,=,<)
②上述反应平衡常数的表达式为 ,经计算该温度下此反应平衡常数的数值为 。
正确答案
略
(8分)在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)(正反应为放热反应)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)如图中表示NO2变化曲线的是 .用O2表示从0 s~2 内该反应的平均速率v= . mol/(L·s)
(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(NO)逆=2v(O2)正 d.容器内密度保持不变
(3)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 .
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
正确答案
略
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