- 化学平衡
- 共20016题
一定条件下铁可以和CO2发生反应:
Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g);△H>0
(1)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,求8分钟内CO的平均反应速率v(CO)= 。
(2)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是 (填序号)。
(3)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入少量的CO2,则CO2的转化率将
(填“增大”、“减小”、“不变”)
(4)铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛。
①FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,可得含FeCO3的浊液。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,固体表面会变为红褐色,写出由FeCO3生成红褐色物质的反应的化学方程式: 。
②高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。高铁酸钠生产方法之一是:强碱性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物,该反应的离子方程式为 。
(5)已知:2CO(g) + O2(g) ="=" 2CO2(g);△H=-566 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) ="=" 2H2O(g);△H=-483.6 kJ·mol-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:
。
正确答案
(1)0.075mol·L-1·min-1(2分);(2)A(2分);(3)不变 (2分);
(4)①4FeCO3+O2+6H2O==4Fe(OH)3+4CO2(3分)
②2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-==2FeO42-+3Cl-+5H2O(3分);
(5)CO(g) + H2O(g)==CO2(g) + H2(g);△H=-41.2 kJ·mol-1 (3分)。
略
(9分) 在一定体积的密闭容器中,进行如下可逆化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= ;
(2)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选扣分)。
A.容器中压强不变 B.混合气体中 c(CO)不变
C.V正(H2O)= V逆(H2O) D.c(CO2)= c(CO)
(3) 800℃时,反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数K= 。
正确答案
(1)K= (2)B、C (3)1.1
试题分析:(1)根据化学平衡常数的定义:化学平衡常数指一定温度下,可能反应到达平衡是各生成物浓度幂之积与各反应物浓度幂之积的比值,结合反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)知,该反应的化学平衡常数表达式为K=;(2)A、该反应反应前后气体的物质的量不变,温度一定,容器中压强始终不变,不能说明到达平衡状态,错误;B、反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,混合气体中c(CO)不变,说明到达平衡状态,正确;C、v (H2)正=v (H2O)逆不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,说明到达平衡状态,正确;D、c(CO2)=c(CO)不能说明到达平衡,错误;选B、C;(3)CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)与题给反应互为逆反应,化学平衡常数K互为倒数,800℃时,平衡常数K=0.9,所以CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),化学平衡常数为1/0.9=1.1。
(2014届江西省南昌市高三3月第一次模拟考试理综化学试卷)
研究CO、SO2、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义。
(1)以CO或CO2与H2为原料,在一定条件下均可合成甲醇,你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念:(用化学反应方程式表示) 。
(2)如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式:
负极 ,正极 。
(3)一定条件下,NO2和SO2反应生成SO3(g)和NO两种气体,现将体积比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。(填序号)
当测得上述平衡体系中NO2与SO2体积比为1:6时,则该反应平衡常数K值为 ;
(4)工业常用Na2CO3饱和溶液回收NO、NO2气体:
NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2
若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO、NO2混合气体,每产生标准状况下CO2 2.24L(CO2气体全部逸出)时,吸收液质量就增加4.4g,则混合气体中NO和NO2体积比为 。
正确答案
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(2)负极:2CH3OH-12e-+2H2O 2CO2+12H+ 正极:3O2+12e-+12H+ 6H2O
(3) B 2.67(或) (4)1∶7
(1)因为化学反应的过程就是原子重新组合的过程,由于“绿色化学”就是反应物的原子完全转化为目标生成物,所以使用CO、H2来制取CH3OH 。反应的方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。(2)左边通入甲醇的电极为负极,电极反应为:2CH3OH-12e-+2H2O=2CO2+12H+;右边通入O2的电极为正极,由于是酸性介质,发生的电极反应为:3O2+12e-+12H+=6H2O。(3)NO2和SO2反应生成SO3(g)和NO的方程式为:NO2+SO2
SO3(g)+NO.A.该反应是反应前后气体体积相等的可逆反应,所以无论反应是否达到平衡,反应的压强都不会发生变化。B.由于容器的容积不变,若反应达到平衡,任何物质的物质的量不变,NO2是有色的物质,其浓度不变,所以混合气体颜色保持不变。因此该反应达到平衡。正确。C.发生反应NO2+SO2
SO3(g)+NO ,每产生SO31mol,必然同时产生NO1mol。因此无论反应是否达到平衡,SO3、NO的体积比始终保持不变。故不能作为反应达到平衡的标志。错误。D.SO2是反应物,NO为生成物,方程式中二者的物质的量的比为1:1,所以每消耗 1 mol SO2,同时生成1 mol NO ,与反应是否达到平衡无关,因此不能作为反应达到平衡的标志。错误。假设反应开始时,n(NO2)="amol;" n(SO2)=2amol.。在反应过程中∆n(NO2)="xmol" ,则∆n(SO2)=xmol,则达到平衡是反应NO2+SO2
SO3(g)+NO平衡体系中n(NO2)=(a-x)mol;n(SO2)=(2a-x)mol;n(SO3)=xmol;n(NO)=xmol。由于平衡时NO2与SO2体积比为1:6,所以(a-x):(2a-x)=1:6.解得
.所以在该温度下该反应平衡常数
。(4)由方程式可以看出:每产生1mol的CO2,消耗混合气体2mol。现在产生2.24L标志状况下的CO2,即产生0.1 mol CO2,所以消耗气体0.1mol..则混合气体的摩尔质量为44g/mol.假设NO为xmol, NO2为(1-x)mol.30x+46(1-x)=44.则x:(1-x)=1:7.
在恒温恒容的密闭容器中通入1 molN2和X molH2发生如下反应:N2+3H22NH3。达到平衡后,测得反应放出的热量为18.4 kJ,混合气体的物质的量为3.6 mol,容器内的压强变为原来的90%。
(1)起始时充入H2物质的量为_____________mol;
(2)该反应的热化学方程式为_________________________________________;
(3)若起始时加入N2、H2、NH3的物质的量分别为a、b、c,达到平衡时各组分物质的量与上述平衡相同。
①若维持反应向正方向进行,则起始时c的取值范围是_______________________。
②若c="2" mol,在相同条件下达到平衡时,该反应吸收的热量为______________kJ。
正确答案
(1)3
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.0 kJ/mol
(3)① 0 mol≤c<0.4 mol ②73.6
(1)容器内的压强变为原来的90%,所以原来容器中气体的总的物质的量是3.6mol÷0.9=4.0mol,因此X=4.0mol-1mol=3.0mol。
(2)设消耗氮气是amol,则消耗氢气是3amol,所以生成氨气是2amol,则1-a+3-3a+2a=3.6,解得a=0.2mol,因此该反应的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.0 kJ/mol 。
(3)①由于平衡时氨气的物质的量是0.4mol,所以若维持反应向正方向进行,则起始时c的取值范围是 0 mol≤c<0.4 mol。
②若c="2" mol,则平衡时消耗氨气是1.6mol,所以吸收的热量0.8mol×92.0 kJ/mol=73.6kJ。
合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量的CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是:
[Cu(NH3)2Ac]+CO+NH3 [Cu(NH3)3] Ac·CO;(△H<0)
⑴醋酸二氨合铜(I)吸收CO的生产适宜条件是 ;
⑵吸收CO后的醋酸铜氨液经过适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,醋酸铜氨液再生的适宜条件是___________________________________。
正确答案
(1)低温、高压(2)高温、低压
考查勒夏特列原理的应用。
(1)反应是体积减小的放热的可逆反应,所以吸收CO的生产适宜条件是低温、高压。
(2)醋酸铜氨液再生,则平衡向逆反应方向移动,所以适宜条件是高温、低压。
(8分)将等物质的量的A、B混合于1 L的密闭容器中,发生如下反应
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。求:
(1)此时A的浓度c(A)=________mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=________mol。
(2)B的平均反应速率v(B)=________mol/(L·min)。
(3)x的值为________。
正确答案
(1)0.75,1.5 (2)0.05 (3) 2 (每空2分)
考查可逆反应的有关计算。
(1)C的平均反应速率是0.1mol/(L·min),则C的浓度是0.5mol/L,所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知x=2。又因为反应速率之比是相应的化学计量数之比,所以B的反应速率是0.1mol/(L·min)÷2=0.05mol/(L·min)。
(2) 3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
起始量(mol) n n 0 0
转化量(mol) 0.5 0.25 0.5 0.5
平衡量(mol) n-0.75 n-0.25 0.5 0.5
所以有(n-0.75)︰(n-0.25)= 3:5
解得n=1.5mol,所以A的浓度是0.75mol÷1L=0.75mol/L
(10分)已知2X2(g)+Y2(g)2Z(g) △H=-a kJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2molX2和1mo1Y2,在500℃对充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。
(1)此反应平衡常数表达式为____________________;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将______________(填增大、减少或不变)。
(2)若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度___________Wmol·L-1(填“>”、“<”或“=”),a,b、c之间满足关系___________(用代数式表示)。
(3)能说明反应已达平衡状态的是_____________________(从下列选项中选择)。
a.浓度c(Z)=2c(Y2) b.容器内压强保持不变
c.(X2)=2
(Y2) d.容器内的密度保持不变
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2mol X2和lmol Y2达到平衡后,Y2的转化率将___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
正确答案
(1)K= ;增大(各1分,共2分)
(2)= ; a =" b" + c(各2分,共4分) (3)bc(2分) (4)变大(2分)
本题考查化学平衡常数、化学平衡状态的判断及影响化学平衡因素和相关计算。(1)由2X2(g)+Y2(g)2Z(g)可知,平衡常数K=
;由于该反应正反应放热,温度降低,平衡向正反应方向移动,平衡常数增大。(2)在500℃时,在一个容积固定的容器中加入2molX2和1mo1Y2和若原来容器中只加入2molZ属于等效平衡,故平衡时,Z浓度等于Wmol·L-1,a是生成2molZ时所放出的热量,b是生成Z的物质的量为W Vmol所放出的热量、c是消耗Z的物质的量为(2-WV)mol所吸收的热量,则它们之间的关系是2molZ=(2-WV)molZ+W VmolZ,故a =" b" + c;(3)判断达平衡状态的标志有两条——宏观标志(容积固定,体积不相等的反应,只要容器内压强保持不变就达到了平衡)和微观标志(正反应速率等于逆反应速率,即
(X2)=2
(Y2)),故选bc。(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),由于该反应正反应是体积 减小的反应,随反应的进行,压强减小,现在保持压强不变,相当于在原平衡的基础上加压,平衡向正反应方向移动,故Y2的转化率将变大。
(14分)反应aA(g)+bB(g)cC(g)(
H<0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
回答问题:
(1)反应的化学方程式中,a:b:c为 ;
(2)B的平衡转化率中最小的是 ,其值是 ;
(3)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是 ,采取的措施是 ;
(4)比较第II阶段反应温度()和第III阶段反应速度(
)的高低:
填“>、=、<”判断的理由是 。
正确答案
略
(13分)煤经过化学加工可转化为气体或液体燃料以及各种化工产品,从而提高了煤的利用率。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=131.5kJ·mol-1
①下列措施中,不能提高碳的转化率的是 (填字母序号)。
a.容器的容积不变,增加水蒸汽的物质的量
b.缩小容器的容积,增大压强
c.及时将水煤气从容器中移走
d.其他条件不变,升高温度
②又知,C(s)+CO2(g)2CO(g)△H=172.5kJ·mol-1
则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的焓变(△H)为 。
(2)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2CH3OH(g)。甲醇是一种燃料,可用于设计燃料电池。下图是甲醇燃料电池的原理示意图。
①a处通入的是 (填物质名称),左侧电极上发
生 (填“氧化”或“还原”)反应。
②该电池工作过程中,H+的移动方向为从 到
(填“左”或“右”)
③该电池正极反应式为 。
④若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液,设有
0.01molCH3OH完全放电,NaCl足量,且电解产生的
Cl2全部溢出,电解前后忽略溶液体积的变化,则电解结束后所得溶液的pH= 。
(3)将等量的CO(g)和H2O(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应,
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=akJ·mol-1,得到下列数据:
①在实验1中,以v(CO2)表示该反应的反应速率为 mol·L-1·min-1;
②在实验2中,t 5。(填“>”、“<”或“=”)
正确答案
略
工业制硝酸的主要反应是:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O (g)+1025 kJ
(1)该反应的平衡常数表达式为K=________________;升高温度K值__________ (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________ (填字母序号)。
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
①起始时物料比c (O2):c (NH3)>1.25,其原因是_________________________。
②反应在第2min到第4min时O2的平均反应速率为______________ mol/L·min;
③反应在第2min改变了反应条件,改变的条件可能是 ________ (填字母序号)。
a.使用催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.增加O2的浓度
④反应在第8min改变的反应条件可能是_______________________________。
正确答案
(8分)(1)c4(NO)c6(H2O)/c4(NH3)c5(O2)(1分)减小(1分)
(2)c(1分) (3)①可增大NH3的转化率(1分)②0.1875 (1分)
③a、b (2分) ④增加反应物的浓度(1分)
略
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