- 化学平衡
- 共20016题
(6分)如下图,甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应:
A(g)+B(g)xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量(C%)和反应时间(t)的关系。
请根据图象回答下列问题:
(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则 曲线表示无催化剂时的情况(填字母,下同);
(2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性气体后的情况,则 曲线表示恒温恒容的情况;
(3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是 热反应(填“吸”或“放”),计量数x的值 (填取值范围);判断的依据分别是 。
正确答案
(1)b
(2)a
(3)吸 大于2(或>2或≥3)
压强不变,升高温度,C%增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应
保持温度不变,增大压强,C%减小,说明平衡向逆反应方向移动,故x>1+1=2
试题分析:(1)加入催化剂,可以加快反应速率,缩短达到平衡所需的时间。
(2)恒温恒容下向平衡组分中充入惰性气体,体系的总压强增大,各部分的分压不变,因此反应速率增大,平衡不移动。
(3)丙图中,升高温度,生成物的百分含量增大,说明温度升高,平衡向正反应方向移动,因此正反应为吸热反应。另外从图中可以看出:增大压强,生成物的百分含量减少,说明压强增大,平衡向逆反应方向移动,,因此x的取值应大于2.
点评:本题考查了化学平衡移动的相关知识。
①加入催化剂,可以增大反应速率,但不影响化学平衡的移动。
②升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
③增大压强,平衡向气体体积减少的方向移动。对于反应前后,气体体积不变的反应,增大压强,反应速率增大,平衡不发生移动。
④对于结合坐标图的分析,首先,应明确横坐标纵坐标所代表的量。其次,分析的时候应由点到线再到面进行分析。最后,对于多变量的分析,应采用控制变量法。
(4分)下列反应在210℃时达到平衡:
①PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g);△H1>0 K1=10
②CO(g)+Cl2(g)COCl2(g);△H1<0 K2= 5×103
③PCl5(g)+CO(g) COCl2(g) + PCl3(g) K3
(1)反应③的平衡常数K3 = 。
(2)要使反应①和反应②的K数值相等,可采取的措施是 (填序号)。
E.反应①降低温度,反应②维持210℃
正确答案
(1)K3 = 5×104; (2)C
当可逆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称作平衡常数。①+②即得到③,所以③的平衡常数为10×5×103= 5×104.。反应①是吸热反应,②是放热反应,所以要使反应①和反应②的K数值相等,则反应①要向正反应方向移动,反应②要向逆反应方向移动,所以答案是C。
(1)按图所示的虚线方向观察,能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。
答:
(2)按图8—1所示的实线方向观察(活塞无色透明),能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。
答:
正确答案
(1)可以观察到颜色深浅的变化。由于方程式两边气体物质的物质的量相等,容积减半,压强增大到2倍时,I2(g)及其他物质的物质的量均不变,但浓度却增大到原来的2倍,故可以看到I2(g)紫色加深。
(2)不能观察到颜色深浅的变化。因为由状态A到状态B,平衡并未发生移动,尽管cB[I2(g)]=2cA[I2(g)],但vB[I2(g)]=vA[I2(g)],即视线方向上可观察到的 I2(g) 分子数是相同的,故不能观察颜色深浅的变化。
考查学生对平衡移动及有色气体浓度被等知识的认识。状态A与状态B的不同点是:pB=2pA,但题设反应是气体物质的量不变的反应,即由状态A到状态B,虽然压强增大到原来的2倍,但是平衡并未发生移动,所以对体系内的任何一种气体特别是 I2(g) 而言,下式是成立的:cB[I2(g)]=2cA[I2(g)]。
对第(2)小问,可将有色气体 I2(g) 沿视线方向全部虚拟到活塞平面上——犹如夜晚看碧空里的星星,都在同一平面上。则视线方向上的 I2分子多,气体颜色就深;反之,则浅。
(12分)已知下列反应:
① N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
② 4NH3(g)+5O2(g)=====4NO(g)+6H2O(g);ΔH<0
(1)在500℃、2.02×107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量______(填“<”“>”“=”)92.4kJ,理由是______________________________ ____;
(2)为有效提高氢气的转化率,理论上可采取的措施有__________;
E.循环利用和不断补充氮气 F.及时移出氨
(3)反应②的化学平衡常数表达式K=________________________,
温度降低时,K值______________(填“增大”、“减小”或“无影响”);
(4)在0.5L的密闭容器中,加入2.5mol N2和 7.5mol H2,当该反应达到平衡时,测出平衡混合气的总物质的量为6 mol,则平衡时氮气的转化率=
正确答案
(1) < 可逆反应不能进行到底 (2)A、C、E、F
(3) 增大 (4)80%
略
(10分)
在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度,发生反应A(g)+B(g)2C(g) 已知加入1mol A和2molB,在达到平衡后生成了amolC,此时C在平衡混合物中的体积分数为M%.在相同实验条件下,
(1)若往相同容器中加入2molA 4molB,平衡后C的物质的量为__________mol.
(2)若往相同容器中加入0.5molC,若要求平衡后C的物质的量为0.5amol.平衡后C的体积分数仍为M%,则还应往容器中加入A _____________mol,B_______________mol.
(3)若往相同容器中加入2molA、6molB,若要求平衡后C的体积分数仍为M%,则应加入C___________mol,平衡后C的物质的量为___________mol.
正确答案
每空2分2a 0.25 0.75 4 4a
略
(7分)在0.1L密闭容器中有0.1molSO2和0.05molO2发生反应,恒温下30min后达到平衡。
(1)若得到0.06molSO3,求达平衡时SO2的浓度;
(2)求30min内的反应速率:v(SO3)、v(O2)、v(SO2)。
(3)求平衡时气体压强与开始时气体压强之比。
正确答案
(1)0.4mol/L(2分)(2)0.02mol/(L.min),0.01 mol/(L.min),0.02 mol/(L.min)(3分) (3)4:5(2分)
略
(10分)830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H<0 ;试回答下列问题:
(1)若起始时c(CO)="2" mol·L-1,c(H2O)="3" mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在此温度下,该反应的平衡常数K=
(2)在相同温度下,起始物质按下列四种配比充入该容器中,c(H2O)=2mol·L-1,c(CO)=c(CO2)="1" mol·L-1, c(H2)="1.5" mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态 (填“是”与“否”),此时v(正) v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)若降低温度,该反应的K值将 ,该反应的化学反应速率将 (均填“增大”“减小”或“不变”)。
正确答案
略
氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)右图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图,请计算每生成1molNH3放出热量为 ;
(2)在体积为2L的密闭容器中,进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,得到如下数据:
请回答下列问题:
① 反应的平衡常数表达式为 ;
K1的相对大小,K1_______4.1×106(填写“>”“=”或“<”);
②实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为 ;
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是 (填序号字母);
(3)NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH4+水解的缘故。则NH4Cl在重水(D2O)中水解的离子方程式是 。
正确答案
(1) 46.1KJ
(2) ①; < ; ② 0.45mol/(L·min) ; ③ C
(3) NH4+ + D2ONH3·HDO + D+;
略
恒压(1.01×105 Pa)下,将2.0 mol SO2与a mol O2的混合气体通入一个容积可变的密闭容器中,发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH<0
(1)T1℃下反应达平衡时,测得容器内n(SO3)="1.3" mol,n(O2)="3.0" mol,则a=__________;平衡时SO2的转化率为________________________。
(2)T2℃下反应达平衡时,混合气体的物质的量共为4.8 mol。T1与T2的关系是________(选填序号)。
①T1>T2 ②T1<T2 ③T1=T2
正确答案
(1)3.65 65%(2)①
题目信息是“恒压,容积可变的密闭容器”。方程式信息是“气体体积缩小的反应,放热反应(ΔH<0)”。
(1)设转化的SO2物质的量为x。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
2.0 a 0
x x
2.0-x a- x
因n(SO3)="1.3" mol,则得x="1.3" mol,SO2转化率为×100%=65%。
n(O2)="3.0" mol,则a-=3.0,可得a=3.65。
(2)T1℃时达到平衡时混合气体总物质的量为0.7 mol+3.0 mol+1.3 mol="5.0" mol,而T2℃时为4.8 mol,可知平衡向正反应方向移动,因此T1>T2,选①。
在一定温度下,10L密闭容器中加入5.0molSO2、4.5molO2,发生反应:2SO2 + O2 2SO3经10min后反应达平衡时O2的浓度为0.30mol/L。请计算(写出计算过程):
(1)10min内SO2的转化率;
(2)平衡常数K。
正确答案
(1)60% (2)7.5L/mol
试题分析:10L密闭容器在10min内各物质浓度发生的变化如下:
2SO2 + O2 2SO3
起始浓度(mol/L)0.50 0.45 0
变化浓度(mol/L)0.30 0.15 0.30
平衡浓度(mol/L)0.20 0.30 0.30
则:(1)10min内SO2的转化率为:
(2)平衡常数
点评:对于化学平衡的相关计算,应利用“三段式法”,可以起到事半功倍的效果。另外应掌握化学平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数的值不变。
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