- 化学平衡
- 共20016题
(8分)现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1) m+n_________p(填“>”“=”“<”)。
(2)若加入B(体积不变),则A的转化率_________,B的转化率_________。(填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比将_________。
正确答案
(8分)(1) > (2)增大 减小 (3)减小
(1)当升高温度时,B的转化率变大,所以正反应是吸热反应;当减小压强时,混合体系中C的质量分数减小,说明正反应是体积减小的反应,所以m+n>P。
(2)增大B的浓度,平衡向正反应方向移动,所以A的转化率增大,但B的转化率减小。
(3)正反应是吸热的,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,因此B、C的浓度之比将减小。
(12分)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。
(1)点a-c段,速率变化的主要原因是 ,点c后速率变化的主要原因是 。
(2)c点是否已经达到平衡状态 (填“是”、“否”或“不一定”)
(3)反应物浓度:a点 b点(填“<”、“=”或“>”)
(4)反应物的总能量 生成物的总能量(填“<”、“=”或“>”)
(5)△t1=△t2时,SO2物质的量的变化量:a~b段 b~c段(填“<”、“=”或“>”)
正确答案
(每空2分)(1)反应放热,温度升高,反应速率加快;反应物浓度减小,反应速率减慢。(2)否(3)> (4)> (5)<
略
反应SO2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下,将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%,试求:在该温度下。
(1)此反应的平衡常数。
(2)若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L, NO2(g)的初始浓度仍为2mol/L,则SO2(g)、NO2(g)的转化率变为多少?
正确答案
K=1(4分)转化率40%,60%(4分)
略
工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO
,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为
其中第①步存在平衡:
2CrO(黄色)+2H+
Cr2O
(橙色)+H2O
(1)若平衡体系的 pH = 2,该溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是________。
a.Cr2O和CrO
的浓度相同
b.2v(Cr2O)=v(CrO
)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原 1 mol Cr2O 离子,需要______mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH-(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,要使 c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至________。
方法2:电解法
该法用 Fe 做电极电解含Cr2O的酸性废水,随着电解的进行,在阴极附近溶液 pH 升高,产生 Cr(OH)3沉淀。
(5)用Fe做电极的原因为______________________________________
(6)在阴极附近溶液 pH 升高的原因是(用电极反应解释)________________,溶液中同时生成的沉淀还有________。
正确答案
(1)橙 (2)c (3)6 (4)5
(5)阳极反应为 Fe-2e-=Fe2+,提供还原剂Fe2+
(6)2H++2e-=H2↑ Fe(OH)3
本题主要结合工业废水的处理考查溶液中的平衡问题、氧化还原反应和电解原理的应用等知识,意在考查考生综合运用化学理论知识解决实际问题的能力。
(1)pH = 2 时,反应正向进行的速率较大,溶液呈橙色。
(2)达到平衡状态时,正逆反应速率相等,混合物中各组分浓度保持不变,但不一定相等,溶液的颜色不再发生改变,即只有 c 正确。
(3)根据反应前后 Cr 和 Fe 元素的化合价变化,可确定还原 1 mol Cr2O需 6 mol FeSO4·7H2O。
(4)当 c(Cr3+)= 10-5 mol/L时,根据 Ksp的表达式可求出 c(OH-)= 10-9 mol/L,则此时溶液 pH = 5。
(5)用铁做阳极,反应中生成Fe2+,提供还原剂。
(6)阴极 H+得电子生成 H2,随着电解的进行,溶液的 pH逐渐增大,溶液中还会生成 Fe(OH)3沉淀。
(13分)工业合成氨是硝酸工业中的重要步骤,已知N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。请回答:
(1) 当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如右图所示。
图中t1时引起平衡移动的条件可能是 __ , t3时引起平衡移动的条件可能是 __ ___ , 其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是 。
(2) 温度为T ℃时,将2a mol H2和a mol N2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50﹪。则该反应的化学平衡常数的值为 ___________________。请在答题卷上写出具体的计算过程。
正确答案
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量浓度(mol.L-1) 2a 4a 0
物质的浓度变化(mol.L-1) a 3a 2a
平衡物质的量浓度(mol.L-1) a a 2a (3分)
(2分)
略
(14分,每空2分)
I.在1L容器中通入CO2、H2各2mol,在一定条件下发生反应:CO2 + H2CO + H2O,
回答下列问题:
(1)在830℃条件下,反应达到平衡时CO2的转化率为50%。求该条件下平衡常数K1=________。
(2)在(1)的基础上,把体系温度降至800℃。已知该条件下的平衡常数K2=0.81,可以推知 该反应的正反应为___________反应(填“吸热”、“放热”)。
(3)在(1)的基础上,压缩容器体积之0.5L。该条件下的平衡常数为K3。则K3________K1
(4)T℃时,某时刻测得体系中各物质的量如下:n(CO2)=1.2mol,n(H2)=1.5mol,
n(CO)=0.9mol,n(H2O)=0.9mol,则此时该反应 进行.
(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。
II.向一容积为1L 的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生化学反应X(g)+2Y(s)
2Z(g);△H<0。右图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线。
(1)0~10min 容器内气体的压强逐渐 ___________。
(填“变大”、“变小”或“无法确定”)
(2)推测在第7min时曲线变化的原因可能是 ___
第13min时曲线变化的原因可能是 __(填序号)
①增加Z的量 ②增加X的量 ③升温
④降温 ⑤使用催化剂
正确答案
I.(1) ① 1 ② 放热 ③ ="= " ④正反应方向
II.(1)变大 (2) ③⑤ (3)③
略
⑴现有一透明的注射器针筒,充满NO2气体(如图甲),当推动活塞时,气体的颜色将 (填“变浅”、“变深”、“先变深后变浅”或“先变浅后变深”),当气体体积变为图甲的一半时(如图乙),NO2的浓度 (填“大于”、“等于”或“小于”)推压活塞前NO2浓度的2倍。当观察到 时,可确定针筒内已经达到了化学平衡状态。当活塞后拉时,通过针筒又吸进少量NO2气体,再前推活塞固定在图乙位置,NO2的转化率将 (填“增大”、“减小”、或“不变”)。
⑵另有一透明的注射器针筒,充满H2、I2、HI气体(如图甲),当推动活塞时,气体的颜色将 (填“变浅”、“变深”、“先变深后变浅”或“先变浅后变深”),当气体体积变为图甲的一半时(如图乙,此时I2仍为气体),HI的浓度 (填“大于”、“等于”或“小于”)推压活塞前HI浓度的2倍。
正确答案
(1)先变深后变浅 小于 气体颜色不再改变 增大 (2)变深 等于
略
(6分)在一个容积不变的反应容器中,可以通过调节温度使下列反应:A(g)+2B(g)2C(g) 达到平衡时保持容器内气体的总物质的量为15 mol。现向反应容器中加6.5 mol A、X mol B、4 mol C。
(1)若X=5.5时需要降低体系温度才能使反应达平衡时符合题设条件,则正反应为_________反应。(填“吸热”或“放热”)
(2)欲使该反应起始时维持逆向移动,则X的取值范围_________________________。
正确答案
(每空3分)(1)放热;(2)(2.5,4.5)
略
(10分)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1km,压强增大约25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+ 2H2O(g) △H =-148.9 kJ·mo1-1
根据题意完成下列填空:
(1)在地壳深处容易有 气体逸出,在地壳浅处容易有 沉积。
(2)如果上述反应的平衡常数K值变大,该反应 (选填编号)。(3分)
a.一定向正反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)若反应的容器容积为2.0L,反应时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g/L,在这段时间内HF的平均反应速率为 。(3分)
正确答案
(1)SiF4和H2O;SiO2(每空2分)(2)ad(3分)(3)0.001 mol/( L·min)(3分)
略
甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,
①则用H2表示的平均反应速率为_ 。
②图中的P1_ _P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_ _。
③在其它条件不变时降低温度,逆反应速率将 _ _(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的△H_ _0,△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_ _。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离出来
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。
正确答案
(1)①0.0030mol·L-1·min-1 ②< 2.25×10-4 ③减小
(2)④< < ⑤BD (2分) ⑥A
B.
略
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