- 化学平衡
- 共20016题
(6分)将和
在适宜条件下按下式进行反应
,当在某
一温度下达到化学平衡状态,试解答:
(1)若测得平衡混合气体对空气的相对密度为0.6时,求的转化率.
(2)若测得平衡混合气体对空气的相对密度为0.47时,求在平衡混合气体中体积分数.
正确答案
(1)39% (2)12.5%
略
(6分)0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:
2X(g)+ Y(g)nZ(g)+2W(g)
2min末生产0.2molW,若测得以Z的物质的量浓度变化表示的反应速率为0.1mol▪L-1▪min-1,则前2min内,用X的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为 ;2min末Y的物质的量浓度为 ;Z的化学计量数n= 。
正确答案
0.05mol▪L-1▪min-1 ; 0.25mol▪L-1 ; 4
略
反应m A+n Bp C在某温度下达到平衡。
⑴若A、B、C都是气体,减压后正反应速率小于逆反应速率,则m、n、p的关系是________________ 。
⑵若C为气体,且m + n = p,在加压时化学平衡发生移动,则平衡必定向______方向移动。
⑶如果在体系中增加或减少B的量,平衡均不发生移动,则B肯定不能为_____态。
正确答案
⑴m+n > P ⑵逆 ⑶气
略
(14分)CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=== H2O(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6L与氧气反应生成CO2和H2O,反应过程中转移 mol电子。
(2)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),是用煤气(CO+H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-→3CO2+H2O;则该电池的正极反应式是: 。
(3)密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K= ;此时在B点时容器的体积VB 10L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是 。
正确答案
(14分,每空2分)
(1)﹣524.8 3
(2)O2+4e-+2CO2 →2CO32-
(3)①1(L/mol)2 小于
②大于
③降温、加压, 将甲醇从混合体系中分离出来(答出两点即可)
略
已知在某密闭容器中进行的反应a A (g) b B (g)+ c C (g),(其中a、 b、c分别为方程式中的物质计量数),某物理量Y随时间(t)变化的情况如右图所示(X1、X2表示不同温度或压强),请回答下列问题:
(1)当X1、X2分别表示不同的温度状况时,Y可代表生成物C在平衡时混合物中的质量分数,则该反应的正反应是 反应(填“放热”或“吸热”);
(2)当X1、X2分别表示不同的压强状况时,Y可代表反应物A的转化率,则X1 X2(选填“>”或“<”或“=”);a、 b 、c三者之间的关系为a (b+c)(填“>”或“<”或“=”)
(3)将 4mol A、3mol B、2mol C充入该反应容器中,在温度为T,压强为P的条件下达平衡后,测得A、B、C的物质的量分别是2mol A、5mol B、3mol C,则a、b、c的最简整数比为 ;此时A的转化率为 。若将最初充入该反应容器中的各物质的物质的量变为5mol A、2mol B、1.5mol C,也在温度为T,压强为P的条件下建立平衡,此时容器中的C在混合气体中的体积分数为30%,则此时A的转化率为 。
(4)将 4mol A、3mol B、2mol C充入该反应容器中并达平衡,下列措施能提高物质B在平衡混合气体中体积分数的是 (填写序号)
①增加B的物质的量 ②加入合适的催化剂
③增加A的物质的量 ④降低温度
正确答案
(1)放热(2分)
(2)<(2分) <(2分)
(3)2∶2∶1 (2分) 50% (2分) 60%(3分)
(4)①④(2分)
(1)由图像可知,先拐先平温度高,X2温度大于X1,但温度高时,生成物C在平衡时混合物中的质量分数减小,所以,该反应的正反应是放热反应。
(2)先拐先平压强大,X1 < X2,但压强增大时A 的转化率减小,即增大压强,平衡左移,所以,a <(b+c)
(3)根据可逆反应三步走计算a、b、c的最简整数比为2∶2∶1,此时A的转化率为50%
第二种情况A的转化率为60%
(4)能提高物质B在平衡混合气体中体积分数的是①④。②不能,因为催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动。③不能,增加A的物质的量,平衡右移,B 的转化率增大,B在平衡混合气体中体积分数减小。
[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2O
蓝色 黄色
试回答下列问题:
(1)欲使溶液由黄色变为蓝色,可采取的两种方法为:① ;② 。
(2)欲使溶液由蓝色变为绿色,可采取的两种方法为:① ;② 。
正确答案
(1)加水 加 AgNO3(s)[或 AgNO3(aq)]
(2)加 CuCl2(s)[或浓 CuCl2(aq)] 加NaCl(s)[或浓 NaCl(aq)等]
(1)加入 Ag+降低 Cl-浓度,可使平衡向左移动。
将水虚拟为容器,将离子虚拟为气体,则加“水——容器”容积扩大,平衡向气体体积扩大的方向,即本反应的逆反应方向移动。
(2)由美学知识可知,蓝黄相混可得绿色。这样,平衡向右移动,可使溶液由蓝变绿。由(1)知,加水 CuCl2浓度降低,平衡向左移动;则增大 CuCl2的浓度(或 Cu2+的浓度,或 Cl-的浓度)平衡向右移动。
化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。
356g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为 _______ 。
(2)某种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下传导O2-。
已知该电池负极的电极反应为:C4H10+2O2--4e-=CO2+H2O,则该电池正极的电极反应式为 _______ ,电池工作时,固体电解质里的O2-向 _______ 极移动。
(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表: T℃时物质的浓度(mol/L)变化
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是 _______ ,第5~6min之间,改变的条件是 _______ 。T℃时该化 学反应的平衡常数是 _______ 。
②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01 mol/L,则CO在此条件下的转化率为 _______ 。
③397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H _______ 0(填“>”、“=”、“<”).
正确答案
(1)1780.6 kJ (2)O2+4e-=2O2-; 负
(3)①增加H2浓度;增加H2O(g)浓度; 0.5 ② 75% ③ <
(1)356克可燃冰是2mol,放热890.3×2=1780.6。
(2)根据燃烧方程式推得总反应式为 C4H10+ 13/2 O2 → 4 CO2+ 5 H2O
减去负极反应式 C4H10+13O2--26e- 4CO2+5H2O
13/2 O2-(13O2--26e-)=0 整理得: O2+4e-=O2-
(3)①K= (0.1×0.1)/(0.1×0.2)="0.5" ;
②设:从起始到平衡CO的浓度变化为x mol·L -1
H2O (g) + CO (g) H2(g)+ CO2 (g)
起始:0.01 0.01 0 0
变化:x x x x
平衡:(0.01-x) (0.01-x) x x
则该温度下反应的平衡常数k = x2/(0.01-x)2=9,解得x =0.0075。转化率为75%。
③420℃时,该化学反应的平衡常数为9,397℃时该反应的平衡常数为12,平衡常数增大说明平衡正向移动,即降温平衡正向移动,正反应放热,△H<0。
(12分)某可逆反应的平衡常数表达式,恒容时,温度升高H2浓度减小。试回答
下列问题:
(1)该反应的化学方程式为: 。
(2)温度升高,该反应的K值______________(填“增大”“减小”或“不变”),化学平衡移动达到新的平衡后,CO2和CO体积比___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在一体积为10L的容器中,通人一定量的CO和H2O,在850℃时发生反应,CO和H2O浓度变化如下图。则 0—4min的平均反应速率v(CO)=___________ mol/(L·min),850℃的化学平衡常数的值K=
(4)850℃时,在相同容器中发生反应CO2+ H2 CO+H2O (g),t时刻容器内各物质的浓度分别为:一氧化碳0.09 mol/L、水蒸气0.09 mol/L、 二氧化碳0.08 mol/L、氢气 0.08
mol/L,此时v(正) v(逆)(“大于”“ 小于”或“等于”)
正确答案
1) CO2+ H2 CO+H2O (g)
(2) 增大; 减小
(3) 0.03mol/(L·min) 1.0
(4) 小于
略
(8分)已知反应:CO(g) + H2O(g)H2(g) + CO2(g) ΔH=" Q" kJ·mol-1,其平衡常数随温度的变化如下表:
请回答下列问题:
(1)上述可逆反应中Q 0(填“大于”或“小于”)。
(2)850℃时在体积为10L反应器中,通入一定量的CO和H2O(g)发生上述反应,CO和H2O(g)浓度变化如下图。试回答:
①0~4 min的平均反应速率v(CO)="______" mol/(L·min)
②下列表述能作为该可逆反应达到平衡标志的是__________(填序号)。
A.当混合气体的密度保持不变时
B.当反应消耗0.1molCO(g) 同时也生成0.1molH2O(g)时
C.当CO(g)的质量分数保持不变时
D.当该反应的ΔH不变时
(3)若要加快该反应速率,同时还要提高CO的转化率,可采取的措施为_____(填序号)。
A.增加水蒸气的量 B.降低温度
C.使用催化剂 D.增大压强 E.不断移走CO2
正确答案
(8分)
(1)小于(2分)
(2)①0.03(2分) ②BC(2分,答对1个得1分,见错得0分。)
(3)A(2分)
略
二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时,达到平衡(NO2浓度约为0.0125mol/L)。下图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25s内的反应进程。
(1)请计算20s内氧气的平均生成速度。
(2)若反应延续至70s请在图中用实线画出25至70s的反应进程曲线。
(3)若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变),请在图上用虚线画出加催化剂后的反应进程曲线。
正确答案
(1)5.5×10-4mol/(L·s)
(2)图中实线
(3)图中虚线
根据O2浓度的变化求出20s内O2的平均生成速率:=5.5×10-4mol/(L·s)
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