- 化学平衡
- 共20016题
(15分)向一个体积可变的密闭器中充入4molA、1molB,发生如下反应:
4A(g)+B(s) 3C(s)+4D(g)。在高温下达到平衡,测得混合气体中D的浓度为0.3mol·L-1。
请填写下列空白:
(1)若容器体积为10L,反应经2min达平衡,则以A物质浓度变化表示的化学反应率为
。
(2)若压缩容器增大压强,则逆反应的速率 ,容器中D的体积分数 。(填“增大”“减小”“不变”)
(3)若相对分子质量M(B)>3M(C),温度升高时混合气体的平均相对分子质量减少,则正反应 。(填“吸热”或“放热”)
(4)在最初的容器改充1.5molC、4.4molD温度保持不变,要使反应达平衡时D的浓度为0.6mol·L-1,则容器的体积是 L。
正确答案
(1)0.15mol/(L、min);(3分) (2)增大、不变(6分)
(3)放热( 3分) (4)5.5L(3分)
略
一定条件下,把3 mol N2和3 mol H2通入一个一定容积的密闭容器中,发生反应:
N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
达到平衡时,NH3的浓度为w mol·L-1,N2的转化率为m,则:
(1)H2的转化率________m(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。
(2)若在上述完全相同的容器中,维持温度不变,通入a mol NH3、b mol N2和c mol H2,要使达到平衡时,NH3的浓度仍为w mol·L-1。
若a=1,则b=________,c=________;b的取值范围为________。
(3)达到平衡时,H2和NH3均为1.5 mol,你认为是否可能?(填“可能”“不可能”或“无法确定”)。
正确答案
(1)大于(2)2.5 1. 5 2≤b≤3
(3)不可能
(1)起始时N2与H2的物质的量相同,而转化时H2的物质的量是N2的3倍,所以,H2的转化率应大于m。
(2)a mol NH3完全分解生成a mol N2和
a mol H2,则
a+b=3,
a+c=3。
a=1时,b=2.5,c=1.5。
若3 mol N2与3 mol H2完全反应生成NH3,此时,剩余N2 2 mol。所以,b的取值范围为:2≤b≤3。
恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:
2 A(g)+ B(g) 2 C(g)
(1)若开始时放入2 mol A和1 mol B,到达平衡后,生成a mol C,这时A的物质的
量为 mol。
(2)若开始时放入6 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol。
(3)若开始时放入x mol A,2 mol B和2 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是y mol和3 a mol,则x= mol。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入1 mol C,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是 。
正确答案
(1)2-a(1分) (2)3a(1分) (3)4(1分) (4) (2分)
略
(12分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);使用
催化剂后反应的△H(填“增大”“减小”或“不改变”) 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生化学反应:
2 N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g) △H>0
①下表为反应T1温度下的部分实验数据:
则500s内N2O5的分解速率为 。
②在T2温度下,反应1000s时测得NO2的浓度为4.98 mol·L-1,则T2 T1(填
“>”“<”“=”)
(3)已知肼分子(H2N—NH2)可以在氧气中燃烧生成氮气和水。
①利用肼、氧气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出电池负极的电极反应式
②用电离方程式表示肼的水溶液呈碱性的原因
③肼是强还原剂,与氧化剂反应时放出大量的热,如:N2H4(1)+2H2O2(1)==N2(g)+4H2O(g) △H= —642.2kJ·mol-1
因此肼可以作为火箭推进剂。根据上述信息,你认为是否可以通过改变反应条件,由氮气和水蒸气来制取肼 。说明原因 。
正确答案
(1)向左 不改变(2分)(2)①0.00296 mol·L-1·S-1(2分)②<(1分)
(3)①N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O (2分)②H2N—NH2·
H2O H2N—NH3++OH-或N2H4+ H2O N2H5+ +OH-(2分)③不可以 (1分) 因为该反应的逆反应是吸
热反应,即△H>0,且熵减小,属于不自发反应,故不能用氮气和水来制取肼。(2分)
略
如图装置中,容器甲内充入0.1 mol NO气体,干燥管内装有一定量Na2O2,从A处缓缓通入CO2气体。恒温下,容器甲中活塞缓慢由B向左移动,当移至C处时,容器体积缩小至最小,为原体积的。随着CO2的继续通入,活塞又逐渐向右移动。
(1)①已知当活塞移至C处时,干燥管中物质的质量增加了2.24 g。此时,通入标准状况下的CO2气体多少升?容器甲中NO2转化为N2O4的转化率是多少?
②活塞移至C处后,继续通入a mol CO2,此时活塞恰好回至B处,则a值必小于0.01。其理由是_________________________________________________________________________。
(2)若改变干燥管中Na2O2的量,可通过调节甲容器的温度及通入CO2的量,使活塞发生从B到C,又从C到B的移动。则Na2O2的质量最小值应大于______________g。
正确答案
(1)①1.792 L,25%
②活塞移至C,体积不会再减少,则干燥管中Na2O2已反应完,活塞由C向B移动,体积扩大,2NO2N2O4平衡左移,使二者物质的量增多,活塞移至B时,气体物质的量共增加0.01 mol,因此所需CO2必小于0.01 mol
(2)1.56
①设通入标准状况下CO2气体的体积为x,产生氧气的体积为y。
2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2 Δm
2×22.4 L 22.4 L 56 g
x y 2.24 g
56 g·x=2×22.4 L×2.24 g x="1.792" L
y="0.896" L n(O2)="0.04" mol
2NO + O2 ="=== " 2NO2
2 1 2
0.1 mol>0.08 mol 0.04 mol 0.08 mol
所以NO过量,生成NO2的物质的量为0.08 mol。
所以2NO2N2O4 Δn
2 1
0.02 mol 0.1 mol×(1-)
所以NO2转化为N2O4的转化率为×100%=25%
(2)解:实现从B→C的移动,只能通过降温使2NO2N2O4的平衡向右移动(此反应为放热反应)。
即降温时 2NO2N2O4 Δn
2 1 1
0.02 mol 0.1 mol×(1-)
即容器中至少应有0.02 mol的NO2,根据转化关系式可知:
2Na2O2—O2—2NO—2NO2
至少需要Na2O2 0.02 mol
所以其质量最小值为0.02 mol×78 g·mol-1="1.56" g。
同步测控
某温度下在密闭容器中发生如下反应:
2M(g)+N(g)2E(g)
开始时只充入2 mol E(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%。若开始时只充入2 mol M和1 mol N的混合气体,达平衡时M的转化率为多少?
正确答案
60%
充入2 mol E建立的平衡状态与只充入2 mol M和1 mol N建立的平衡状态是完全相同的,所以,计算出E的转化率即可知道M的转化率。设达平衡时生成N的物质的量为x。
2M(g)+N(g)2E(g)
起始 0 0 2 mol
变量 2x x 2x
平衡 2x x 2 mol-2x
2x+x+2 mol-2x="2" mol+2 mol×20%
x="0.4" mol
E的转化率=×100%=40%
故M的转化率为60%。
(10分)已知:合成氨反应为N2+3H22NH3(正反应为放热反应),分析下列问题:
(1)在一定温度时,可用图中哪一条曲线表示反应物的转化率和压强之间的关系 (填“I”“II”“III”)
(2)在不同温度和压强下(P1>P2),合成氨反应达到平衡时,混合气体中氨气的体积分数Z%
随温度变化的曲线应为 (填“A”“B”“C”“D”)
(3)将N2和H2按1:3的体积比通入合成塔,反应达平衡后,NH3的体积分数为20%,则达到平衡时,N2和H2的转化率之比α(N2)∶α (H2)= ;平衡时N2的转化率为_________;平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) =
正确答案
(1)II(2分)(2)C(2分)(3)1:1(2分)(4)33.3%(2分)1:3:1(2分)
略
在一定条件下可发生反应:2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g)。现取3 L SO2和6 L O2混合,当反应达到平衡后,测得混合气体的体积减小10%。
求:(1)SO2的转化率。
(2)平衡混合气体中SO3的体积分数。
正确答案
(1)60% (2)22.2%
(1)2SO2 + O22SO3 ΔV
2 1 2 1
ΔV(SO2) 0.9 L
ΔV(SO2)="1.8" L
α(SO2)=×100%=60%
(2)w(SO2)=×100%=22.2%
在容积为1L的密闭容器中,充入1 mol N2和4 mol H2,一定条件下反应N2+3H2 2NH3 达到平衡,此时N2和H2的物质的量之比恰好为 1:5。试回答下列问题:
(1)平衡时混合气体的压强与起始时混合气体的压强相比 (填“偏高”、“偏低”或“相等”)。
(2)该平衡混合气中NH3的体积分数是 。
(3)平衡时,H2的转化率为
正确答案
(1)偏低(2分) (2)25%(2分) (3)37.5%(2分)
略
(14分)将2mol X和1mol Y的混合气体置于等压密闭容器中,此时容器的体积为120 L,在一定温度下发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g)。当反应达到平衡状态A时,测得气体的密度变为反应前的1.2倍。请回答下列问题:
(1)达平衡状态A时,Y的转化率为________,容器的体积为_________;在达到平衡状态A的容器中通人少量Y,体系中X的体积分数将_______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(2)若在同一容器中起始加入X、Y、Z分别为a、b、c mol,达到平衡后Y的体积分数与平衡状态A相同,则起始时a、b、c应满足的关系为___________.___________。
(3)若反应在一体积为120 L的等容密闭容器中进行,要使平衡后各气体体积分数与平衡状态A相同,则起始时应加入X:_________mol,Y:_________mol,Z:0 mol。
正确答案
(1)(6分)50% 100L 减小(2)(2分)a="2b " c≥0(3)(4分)2.4 1.2
略
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