- 化学平衡
- 共20016题
(6分)【Ⅰ】将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g) +B(g) 2C(g)+2D(g),
反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
(1)用C表示10s 内正反应的化学反应速率为 ;
(2)反应前A的物质的量浓度是 ;
【Ⅱ】某温度下,在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入0.3mol SO2和0.2mol O2,发生2 SO2+ O2 2 SO3反应。几分钟后反应达到化学平衡状态,测得容器中气体压强变为原来的90% ,则该反应达到平衡时SO2的转化率为______________。
正确答案
【Ⅰ】(1 4mol·L-1·s-1(2分)(2)1.5 mol·L-1(2分)【Ⅱ】33.3%(2分)
【Ⅰ】3A(g) +B(g) 2C(g)+2D(g)
n始 xmol xmol 0 0
n变 1.2mol 0.4mol 0.8mol 0.8mol
n末1.8mol 0.6mol 0.8mol 0.8mol
x----1.2mol==1.8mol x===3.0mol Vc==0.8mol/2L×10s=4mol·L-1·s-1
CA==3.0mol/2L=1.5 mol·L-1
【Ⅱ】2 SO2+ O2 2 SO3
n始 0.3mol 0.2mol 0
n变2xmol xmol 2xmol
n末o.3—2x 0.2-x 2x
n1=0.5mol n2=o.5-x n1/n2=p1/p2=10:9 x=0.05
αSO2=0.1mol/0.3mol=33.3%
(20分)己知:
(1)2C(石墨s)+O2 (g) =" 2" CO(g) △H=-222KJ/mol
(2)2 H2(g)+O2(g)="2" H2O(g) △H=-484KJ/mol
(3)C(石墨s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
(4)H2O(g)=H2O(L) △H=-44KJ/mol
(5)C(金刚石s)+O2(g)=CO2(g) △H=-395.4KJ/mol
回答下列问题:
(1)C(石墨)的燃烧热为 。
(2)写出表示H2的燃烧热的热化学方程式: 。
(3)写出石墨转化为金刚石的热化学方程式(可不注明条件) 。相对更稳定的物质是 。
(4)工业上制H2的一个重要反应是:CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2(g)
①该反应的△H= 。
②为了提高CO的转化率,下列措施可采用的是 。
③平衡常数K的表达式:K= 。
④800℃时,该反应的平衡常数K=1,则850℃时K 1(填.>、<、=)
⑤800℃时,若起始浓度:C(CO)="1" mol/L, C(H2O)=4mol/L,则达平衡时,C(H2)= ,CO的转化率为 。
正确答案
(20分)
(1)393.5KJ/mol
(2)H2(g)+O2(g)=H2O(L) △H=-286KJ/mol
(3)C(石墨s)=C(金刚石s) △H="+1.9KJ/mol " 石墨
(4)①-40.5KJ/mol ②D ③K= ④<1 ⑤0.8mol/L, 80%
略
将1molCO和1molH2O充入某固定容积的反应器中,在某条件下达到平衡:
CO+H2O(g)CO2+H2,此时有2/3的CO转化为CO2。
(1)该平衡混合物中CO2的体积分数为
(2)若容器体积为1L,到达平衡所需时间为2分钟,则H2的平均反应速率为
(3)若在相同条件下,向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O,则达到平衡时与⑴中平衡相比较,平衡应向 (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”)移动,此时平衡混合物中CO2的体积分数可能是下列各值中的
(4)结合(3)中计算结果分析若平衡向正方向移动时,则下列说法中正确的是( )
①生成物的产量一定增加; ②生成物的体积分数一定增加;
③反应物的转化率一定增大; ④反应物的浓度一定降低;
⑤正反应速率一定大于逆反应速率; ⑥一定使用了催化剂.
正确答案
(1)33.3%;(2分)
(2) mol/L/min(2分)
(3)正反应方向,(2分)B ;(3分)
(4)①⑤(3分)
略
(14分)Ⅰ.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:
A(g)+B(g)C(g)
(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B,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3 mol A和3 mol B,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1 mol C,达平衡后,A和C的物质的量分别是y mol和3a mol,则x=_______________mol,y=_______________mol。
平衡时,B的物质的量_______________(选填一个编号)。
甲.大于2 mol
乙.等于2 mol
丙.小于2 mol
丁.可能大于、等于或小于2 mol
作出此判断的理由是
_____________________________________________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是
_______________。
Ⅱ.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同,且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1 mol A和1 mol B达平衡后生成b mol C。将b与(1)小题中的a进行比较_______________(选填一个编号)。
甲.a<b
乙.a>b
丙.a=b
丁.不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是____________________________________________________________。
正确答案
Ⅰ.(1)(1-a) (2)3a(3)2 3-3a 丁
若3a>1,B的物质的量小于2 mol;若3a=1,B的物质的量等于2 mol;若3a<1,B的物质的量大于2 mol(4)
Ⅱ.(5)乙 因为(5)小题中容器容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以(5)小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力,有利于逆向反应,故反应达到平衡后a>b
Ⅰ.(1)由反应A(g)+B(g)C(g)知,反应达到平衡后,若有a mol的C生成,则必有a mol的A物质消耗,此时剩余A的物质的量为(1-a) mol。
(2)在恒温、恒压下,若投放3 mol A和3 mol B,则所占有的体积为(1)中体积的3倍,由于A、B的投放比例与(1)相同,所达到的平衡状态与(1)相同,C的物质的量为(1)的3倍即3a mol。
(3)由于达平衡时C的物质的量为3a mol,说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡,则若把C的起始量完全转化为A和B,A、B的物质的量应与(2)完全相等。
A(g) + B(g) C(g)
起始 x 2 mol 1 mol
将C完全转化为A、B x+1 mol 3 mol 0
平衡后 y (3-3a) mol 3a mol
根据题意有:x+1 mol="3" mol,x="2" mol,y="(3-3a)" mol,显然平衡时,B的物质的量亦为(3-3a)mol,若投入A、B、C三种物质后,平衡不移动,C的物质的量不变,即3a="1" mol时,B的物质的量为(3-3a) mol="2" mol;若平衡向右移动,则3a>1 mol,B的平衡量小于2 mol;若平衡向左移动,则3a<1 mol,B的平衡量大于2 mol。
(4)在(3)的平衡中,再加入3 mol C,所达到的平衡状态与(1)(2)(3)皆为等效状态,因此C的物质的量分数为:
=
=
。
Ⅱ.(5)因此时容器的容积不变,而(1)中容器的容积缩小,(5)小题中容器相当于在(1)的基础上减小压力,使所给平衡向逆反应方向移动,故反应达到平衡后a>b。
(7分)下列反应按n(X)∶n(Y)=1∶2的比例在某压强下达到平衡:X(g)+2Y(g)2Z(g)(正反应为吸热反应)。已知X的转化率为20%时温度为100 ℃。如果温度提高一倍时转化率也增大一倍,平衡时当反应物总物质的量和生成物总物质的量相等时温度应为多少?
正确答案
设物质X的转化量为a mol。
X + 2Y2Z
起 1 2 0
转 a 2a 2a
平 1-a 2-2a 2a
由题意可知:1-a+2-2a="2a " a=0.6
此时x的转化率:×100%=60%
温度:×100="300" ℃
可根据平衡时反应物与生成物的物质的量总量相等,求出A的转化量,进而求出转化率,再由转化率与温度的关系求出平衡时的温度。
(7分)合成氨工厂通常测定反应前后混合气体的密度来确定氮气的转化率。某工厂测得进入合成塔的N2和H2混合气体的密度为0.553 6 g·L-1(标准状况),从合成塔出来的混合气体在相同条件下的密度为0.693 g·L-1。求该合成氨厂N2的转化率。
正确答案
设N2和H2起始时的总量为1 mol,其中N2的物质的量为x,H2有1 mol-x,则有28 g·mol-1·x+2 g·mol-1(1 mol-x)="0.5536" g·L-1×22.4 L。解之得x="0.4" L,即起始时N2有0.4 mol,H2有0.6 mol。
设0.4 mol N2中转化为NH3的物质的量为y。
N2 + 3H2 2NH3
起始量 0.4 mol 0.6 mol 0
变化量 y 3y 2y
平衡量 0.4 mol-y 0.6 mol-3y 2y
平衡时,平衡混合气体总量为:
n(总)="0.4" mol-y+0.6 mol-3y+2y="1" mol-2y
根据质量守恒定律得:1 mol×0.553 6 g·L-1×22.4 L·mol-1="(1" mol-2y)×0.693 g·L-1×22.4 L·mol-1
解之得:y="0.1" mol,所以N2的转化率为×100%=25%。
根据混合气体的密度,可求出其平均相对分子质量,即能求出各组分的体积比,也可根据各组分的体积而求出其平均相对分子质量。
(10分)在一个固定体积为2升的密闭容器中,充入2 mol A和1 mol B,发生如下反应:2A(g) + B(g) 3C(g) +
D(s),2分钟反应达到平衡,此时C的浓度为1.2mol·L-1。
(1)写出该反应平衡常数的表达式 ,
2分钟内B 的平均反应速度为
(2)若使容器温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,
则正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)若将容器体积缩小至1L,反应达到平衡时C的浓度为 mol·L-1,
平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
(10分)(每空2分)
(1)K=[c(C)] 3/[c(A)] 2•[c(B)] v=0.2mol·(mol·L-1)—1
(2)吸热
(3)2.4 mol·L—1 不变
略
(6分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反
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:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K= 。
(2)该反应为 反应(选填吸热、放热)。
正确答案
(1)略(2)吸热(3)bc
略
工业废水中常含有一定量的,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,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:
(1)若平衡体系的pH=2,则溶液显 色.
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。
a.CrO
和CrO
的浓度相同
b.2v (CrO
) ="v" (CrO
)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1mol CrO
离子,需要 mol的FeSO
·7H
O。
(4)第③步生成的Cr(OH)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
常温下,Cr(OH)的溶度积
,要使c(Cr3+)降至10
mol/L,溶液的pH应调至 。
方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含CrO
的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)
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
略
(6分)下图中各图象表示N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)达到平衡后,只改变一个条件时建立的新平衡的过程。填写下列各空(均填写图序号):
(1)表示减少H2而建立新的平衡的是图_______________;
(2)表示压缩气体体积后建立新的平衡的是图_______________;
(3)表示降低温度而建立新的平衡的是图_______________;
(4)表示体积不变充入N2、H2,同时分离出NH3建立新的平衡的是图_______________;
(5)表示加入催化剂建立新的平衡的是图_______________;
(6)表示充入氩气(体积不变)后,建立新的平衡的是图_______________。
正确答案
(1)e (2)d (3)a (4)b (5)c
(6)f
(1)减少H2,v′(正)减小,v′(逆)逐渐减小,所以只有e符合。(2)增大压强,平衡向正反应方向移动,浓度增大,正、逆反应速率都增加,但正反应速率增加更大一些。(3)降低温度平衡向正反应方向移动,正、逆反应速率都降低,但逆反应速率降得更低;(4)充入N2和H2,正反应速率增加;分离NH3后,逆反应速率降低,所以b符合;(5)加催化剂,平衡不移动,正、逆反应速率同等增加;(6)充入Ar,Ar不参加反应,反应物和生成物浓度不变,正、逆反应速率都不变,只有f符合。
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