- 化学平衡
- 共20016题
(9分)将4molSO2和2molO2的混合气体置于体积可变的恒压容器中,在一定条件下发生如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,该反应达平衡时,测得气体总物质的量为4.2mol,试回答:
(1)在该平衡时,n(SO3)= mol
(2)若起始时加入1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3,达到平衡时各气体体积分数与上述平衡状态相同,则x的取值范围是
(3)若反应开始时v(逆)> v(正),达到上述平衡状态时,气体的总物质的量仍为4.2mol,则起始时n(SO3)的取值范围是
(4)若反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。则反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是______________________(用文字表达)。10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)。
正确答案
(1)3.6 (2分) (2)大于或等于0即 x≥0 (2分) (3)3.6
(4)增加了O2的量(1分) AB(2分)
略
某温度下,将4mol N2与8 mol H2的混合气体通入一个1L的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),达平衡时NH3的浓度为4mol/L。请回答下列问题:
⑴计算该温度下的平衡常数K;
⑵计算该条件下N2的转化率;
⑶如起始时N2的物质的量为8mol,其它条件不变,则N2的转化率__________;H2的转化率__________(上述两空选填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
⑴K=1(3分) ⑵ 50% (3分) (3)减小、增大(各3分)
略
(14分)将3 mol A和2.5 mol B混合于2L的密闭容器中,发生反应的化学方程式为:
3A(气) + B(气) xC(气) + 2D(气),5 min后反应达到平衡状态,容器内的压强变小,已知D的平均反应速度为 0.1 mol/(L﹒min), 试计算:
(1)x = A 的平均反应速率
(2) 平衡时C的浓度
(3) 平衡时B的转化率
(4) 平衡时,容器内的压强与原容器内压强的比值
正确答案
(1)1 (2分) 0.15mol/(L·min);(3分)
(2) 0.25mol/L;(3分)
(3) 20% (3分) (4) 10:11(3分)
略
对于CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),起始时只有CO、H2O(g)且浓度都是4 mol·L-1,达到平衡时,CO的浓度为1 mol·L-1;将H2O(g)的浓度提高到3 mol·L-1,平衡时CO的浓度为0.53 mol ·L-1。求:两次平衡时CO、H2O的转化率和CO2在平衡混合物中百分含量。
正确答案
CO转化率=×100%=86.75%,
H2O(g)转化率=×100%=57.8%,
w(CO2)=×100%=34.7%。
。
第一次平衡过程:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始浓度/mol·L-1 4 4 0 0
转化浓度/mol·L-1 3 3 3 3
平衡浓度/mol·L-1 1 1 3 3
CO转化率=×100%=75%,
H2O(g)转化率=×100%=75%,
w(CO2)=×100%=37.5%。
第二次平衡过程:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始浓度/mol·L-1 1 3 3 3
转化浓度/mol·L-1 0.47 0.47 0.47 0.47
平衡浓度/mol·L-1 0.53 2.53 3.47 3.47
CO转化率=×100%=86.75%,
H2O(g)转化率=×100%=57.8%,
w(CO2)=×100%=34.7%。
(10分)(1)相同温度时,向两个开始体积相同的容器中分别充入2molSO2和1molO2,甲容器保持恒压,乙容器保持恒容,达到平衡时:(填“大于“小于”“等于”)
反应速率v甲_____ v乙,SO2的转化率ω甲_____ω乙,所需时间t甲____t乙。
(2)在容积相同的两个密闭容器A和B中,保持温度为423K,若同时分别向A和B中加入amol和2amol的HI气体,待反应:2HI(g) H2(g)+I2(g)均达到平衡时:(填“大于“小于”“等于”)
I2的浓度c(I2)A____c(I2)B, ,I2蒸气在混合气体中的体积分数A容器_ _B容器
正确答案
(1) 大于(2分);大于(2分);小于(2分);(2) 小于(2分);等于(2分)
略
(6分)某温度下H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数是50,在该温度下只充入H2与I2(g)发生反应,反应开始时,碘蒸气的浓度是1mol·L-1,当达到平衡时c(HI)=0.9mol·L-1,求H2的转化率?(保留三位有效数字)
正确答案
93.8%
设c(H2)的起始浓度为xmol/L。
c(H2)的平衡浓度为ymol/L。
H2 + I2(g) 2HI
起始浓度(mol/L) x 1 0
转化浓度(mol/L)
0.9
平衡浓度(mol/L) y 0.55 0.9
∴
y=0.0295mol/L
x=0.0295+0.45=0.4795mol/L
∴H2转化率=100%=93.8%
(10分)把2.5molA和2.5molB混合盛入容积为2L的密闭容器里,发生如下反应:
3A(g) +B(g) x C(g) + 2D(g) , 经5s反应达平衡,在此5s内C的平均反应
速率为0.2mol·L-1·s-1 , 同时生成1molD,试计算:
(1)达到平衡状态时B的转化率?
(2)计算x的值?
(3)达到平衡状态时容器内气体的物质的量是多少?
正确答案
(1)20% (4分)
(2)4 (3分)
(3)6 mol (3分)
略
(8分)前不久报道,我国“煤变油”技术已进入世界先进行列,科学家通过不懈努力,找到了(由煤和水蒸气高温制得)应用的新方法,如:
(1)合成汽油:和
在443—473K的温度下用钴作催化剂,可合成碳原子数为5—8的烷烃。
①写出 CO合成汽油的化学方程式
②若向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和,当完全反应时,气压降至原来的2/5,(温度不变),此时 (填“有”或“没有”)汽油生成,理由是
③要达到上述合成汽油的要求,CO和的体积比的取值范围是
(2)合成甲醇:在390°C、3.03×105Pa时,,以n表示
和
的物质的量之比,a表示
的转化率,x表示达到反应限度时混合物中
的体积分数,则
、a、x的关系式为 。
正确答案
(1)①②没有;在一定条件下,压强比等于物质的量之比,= ,n=3,由于汽油的n值在5─11之间,而此反应中n值为3,故此时无汽油生成。③5/11~8/17(2) x=
本题以信息为载体,考查了化学方程式的书写、化学平衡的计算;(1)CO与H2在一定条件下可合成烷烃,反应的化学方程式为:
;在一定条件下,压强比等于物质的量之比,= ,n=3,由于汽油的n值在5─11之间,而此反应中n值为3,故此时无汽油生成。若要生成汽油,当n=5时,则CO与H2的体积比为5:11;当n=8时,则CO与H2的体积比为8:17;(2)设CO的物质的量为A,H2的物质的量为B;
CO + 2H2 ─→CH3OH
开始:Amol Bmol 0
转化:Aa 2Aa Aa
平衡:A-Aa B-2Aa Aa
x= 由=n,B=nA,代入得:x=
在一定温度下将100mLN2,H2混合气充入密闭恒压容器内,发生反应达到平衡时维持温度不变,测得混合气的密度是反应前密度的1.25倍,平均分子量为15.5。求平衡时N2的转化率;N2,H2两种气体开始时各为多少毫升?
正确答案
平衡时N2的转化率25%;N2,H2两种气体开始的体积分别为40mL和60mL。
∵同T同P下有(ρ1/ρ2)=(m1/m2)
∴有(1/1.25)=(m1/15.5)解得m1=12.4
(V1/V2)=(n1/n2)
即:VN2∶VH2=10.4∶15.6
∴VN2=10.4/(10.4+15.6)×100mL=40mL
VH2=100mL-40mL=60mL
设N2转化的体积为x,则有:
N2 + 3H22NH3
起始体积 40 60 0
转化体积 x 3x 2x
平衡体积 40-x 60-3x 2x
V总=40-x+60-3x+2x=100-2x
∴有:
15.5=((40-x)×28+(60-3x)×2+2x×17)/(100-2x)
解得x=10mL
∴N2的转化率为:
N2%=(10/40)×100%=25%
在一个体积为2L的密闭容器中,高温下发生下列反应:
Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g) + Q kJ
其中CO2、CO的物质的量(mol)随时间(min)的变化如图所示。
(1)、反应在1min时第一次达到平衡状态,固体的质量增加了3.2g。用CO的浓度变化表示的反应速率υ(CO)=_________。
(2)、反应进行至2min时,若只改变一个条件,曲线发生的变化如图所示,3min时再次达到平衡,则Q 0(填“>”、“<”或“=”)。第一次平衡与第二次平衡的平衡常数相比,K1 K2。(填“>”、“<”或“=”)。
(3)、5min时再充入一定量的CO(g),平衡发生移动。下列说法正确的是 (填写编号)。
a.υ(正)先增大后减小 b.υ(正)先减小后增大
c.υ(逆)先增大后减小 d.υ(逆)先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。
(4)、请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态:
______________________________________________________________________。
正确答案
0.1mol/(L·min)(2分)
<;<(1分1答,共2分)
c ; b (1分1答,共2分)
Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变;固体总质量保持不变。(2分)
(1)、固体的质量增加了3.2g,根据化学反应方程式,可知有0.2mol FeO生成,即在1min内也生成了0.2molCO,υ(CO)= 0.1mol/(L·min)
(2)反应进行至2min时,改变的条件是升温,因为反应速率加快,平衡右移,正反应是吸热反应,Q<0,升温,平衡右移,K增大,所以K1
(3) 5min时再充入一定量的CO(g),平衡向左移动,υ(逆)突然增大,然后减小,υ(正)逐渐增大,故选C。
表示n(CO2)变化的曲线是b,平衡左移,n(CO2)逐渐增大。
(4) Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变;固体总质量保持不变,就能说明可逆反应已经达到化学平衡状态。
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