- 化学平衡
- 共20016题
活性炭可处理大气污染物NO。T℃时,在1L密闭容器中加入NO气体和炭粉,发生反应生成两种气体A和B,测得各物质的物质的量如下:
(1)2 min内,用NO表示该反应的平均速率v(NO)=______mol·L-1·min-1。
(2)该反应的化学方程式是______;T℃时,它的平衡常数K=9/16,则2 min时反应______(填“是”或“不是”)平衡状态;已知升高温度时,K增大,则该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为了提高反应速率和NO的转化率,可采取的措施是______。
正确答案
(1)0.03
(2)C+2NO CO2+N2 是 吸热
(3)升高温度
试题分析:(1)v(NO)=∆c(NO)/∆t=(0.100mol•L‾1-0.040mol•L‾1)÷2min="0.03" mol·L-1·min-1。
(2)NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B,由表中数据可知,平衡时C(s)、NO、A、B的物质的量变化分别为0.03mol、0.06mol、0.03mol、0.03mol,故该反应为C+2NO CO2+N2;2 min时Q=c(CO2)c(N2)/c2(NO)=0.03×0.03/0.042=9/16=K,所以反应是平衡状态;已知升高温度时,K增大,说明升温平衡向右移动,则该反应为吸热反应。
(3)升高温度可以提高反应速率,使化学平衡向右移动,提高NO的转化率。
液氨常用作制冷剂,回答下列问题
(1)一定条件下在密闭容器中发生反应:
a.NH4I(s)NH3(g) + HI(g) b.2HI(g)
H2(g) + I2(g)
①写出反应a的平衡常数表达式
②达到平衡后,扩大容器体积,反应b的移动方向 (填“正向”、“逆向”或“不移动”),达到新的平衡时容器内颜色将怎样变化 (填“加深”、“变浅”或“不变”)
(2)工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.60 kJ·mol-1
下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。
a.单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
c.用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
d.混合气体的平均摩尔质量增大
e.容器内的气体密度不变
(3)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
根据表中数据计算:
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
(4)肼(N2H4)的性质类似于NH3,极易溶于水,与水反应生成一种二元弱碱在溶液中分步电离,请用离子反应方程式表示其水溶液显碱性的原因
正确答案
(1)① k=[NH3] [HI] ② 正向 变浅(2) bd
(3)①27.78 ②0.05 ③0.15 ④正反应
(4)N2H4·2H2O[N2H5·H2O]+ + OH-
试题分析:(1)①根据题给反应a结合平衡常数表达式的书写原则写出,反应a的平衡常数表达式为k=[NH3] [HI];②反应a是反应前后气体体积增大的反应,反应b是反应前后气体体积不变,所以增大容器体积相当于压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,所以平衡向正反应方向移动,因为容器体积增大,平衡时I2(g)的浓度减小,气体颜色变浅;(2)a.单位时间内生成2nmolNH3的同时消耗3nmolH2,同时生成3n molH2,该反应达到平衡状态,错误;b.当单位时间内生成6nmolN-H键同时消耗3nmolH-H键反应处于平衡状态,现同时生成2n molH-H键,则平衡向在反应方向移动,正确;c.反应处于任何状态,用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比均等于化学计量数之比,为1:3:2,不能确定该反应向正反应方向移动,错误;d.混合气体的平均摩尔质量增大,则平衡向气体体积减小的正反应方向移动,正确;e.混合气体质量不变,容器体积不变,所以容器内的气体密度始终不变,错误;选:bd;(3)①根据题给数据分析,反应进行到2 h时生成氨气0.6mol,结合题给热化学方程式计算放出的热量为27.78 kJ;②根据题给数据分析,0~1 h内N2的物质的量变化为0.1mol,根据公式v=Δn/VΔt计算,平均反应速率为0.05 mol·L-1·h-1;③根据题给数据分析,反应达到平衡后c(NH3)=0.5mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(H2)=1.5mol/L,化学平衡常数K=[NH3]2/[N2][H2]3=0.15;④反应达到平衡后,再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,c(NH3)=1mol/L,c(N2)=1mol/L,c(H2)=2mol/L,浓度商Q=0.125<K,则平衡向正反应方向移动;(4)肼(N2H4)的性质类似于NH3,极易溶于水,与水反应生成一种二元弱碱N2H4•2H2O,电离方程式为:N2H4•2H2O[N2H5•H2O]++OH-。
(14分)某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为零,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况,根据下述数据,完成下列填空:
(1)在实验l过程中,10 min~20 min时间内用B表示该反应的平均化学反应速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2过程中,A的初始浓度c2= mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3 v1,且c3 1.0 mol/L (填“<”、“>”或“=”)。
(4)比较实验4和实验l,可推测该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。理由是
。
正确答案
(1) 0.0065 (2)1.0; 催化剂 (3) >;>
(4) 吸热;温度升高时,平衡向右移动,说明正反应为吸热反应
试题分析:⑴化学化学反应速率为单位时间内浓度的变化量:
⑵因为达到平衡时实验2的平衡浓度跟实验1相等,所以起始浓度也是相等的,即1.0为
⑶单位时间内反应物浓度的变化量可以看出:v3>v1,引起反应速率大的原因只能是起始浓度大,所以有c3>1.0 mol/L
⑷实验4和实验l比较是温度的不同,升高温度,平衡是向着吸热的方向移动,因此,正向是吸热的方向。
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)+148.9 kJ 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)。
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)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,__________(选填编号)。
a.2v正(HF)=v逆(H2O)
b.v(H2O)=2v(SiF4)
c.SiO2的质量保持不变
d.反应物不再转化为生成物
(4)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______________________。
正确答案
(1)SiF4;H2O
(2)ad
(3)bc
(4)0.0010mol/(L·min)
在一定条件下的下列可逆反应:Xa+yB⇌zC达到平衡时,试填写下列各空:
(1)若A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z关系是______
(2)若C是气体,并且x+y=z,在加压时化学平衡可发生移动,则平衡必定是向______方向移动
(3)已知B、C是气体,现增加A物质的量(其他条件不变),平衡不移动,说明A是______态______
(4)如加热后,C的百分含量减小,则正反应是______热反应.
正确答案
(1)A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,降低压强平衡向气体体积增大的方向移动,即x+y>z,
故答案为:x+y>z;
(2)C是气体,且x+y=z,在加压时化学平衡可发生移动,说明X、Y至少有1种不是气体,逆反应是气体体积减小的反应,故平衡向逆反应方向移动,
故答案为:逆反应;
(3)B、C是气体,增加A物质的量(其他条件不变),平衡不移动,说明A是固体或纯液体,即A为非气态
故答案为:非气;
(4)加热后,C的百分含量减小,说明升高温度平衡向逆反应移动,故正反应是放热反应,
故答案为:放热.
已知可逆反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其温度与平衡常数K的关系如下表:
(1)写出该反应的平衡常数表达式____________________。
(2)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件再达平衡后判断(选填“增大”、 “减小”、“不变”):
①升高温度,混合气体的平均相对分子质量_________;
②充入氦气,混合气体的密度__________。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化情况如图所示。
①从下图可知,在t1时改变了某种反应条件,反应在 t2时达到平衡,改变的条件可能是_______(选填编号)。
②如果在t3时增加CO2的量,t4时反应又处于新平衡状态,请在上图画出t3~ t5时间段的v逆变化曲线。
③能作为判断该反应达到平衡状态的依据是________(选填编号)。
a.v正(CO2)=v逆(CO)
b.容器内气体总压强不再变化
c.容器内气体密度不再变化
d.使用催化剂后,正、逆反应速率同比例加快
正确答案
(1)
(2)①减小; ②增大
(3)①a、d;
②
③a、c
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l);△H=-2741.8kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566 kJ/mol
(1)反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)的△H=__________________ (2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO和CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO (g)+H2O(g) CO2(g) +H2 (g)
①下列事实能说明该反应达到平衡的是____________ a.体系中的压强不发生变化
b.V正(H2)=V逆(CO )
c.混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d.CO2的浓度不再发生变化
② T℃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:
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。则第4~5min之间,改变的条件 ,第5~6min之间,改变的条件是 。
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 。又知397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H 0 (填“>”、“=”、“<”).
(3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2-。在电池内部O2-移向_ ___极(填“正”或“负”);电池的负极反应式为 。
(4)用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____ 。
正确答案
(1)-2219.9kJ/mol
(2)①bd;②增加H2浓度;增加H2O(g)浓度;75%;△H<0
(3)负;C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O
(4)有大量无色气泡(或气体)产生,并且有白色沉淀产生
甲酸甲酯水解反应方程式为:HCOOCH3 + H2O HCOOH + CH3OH – Q(Q>0)
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表。甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
(1)上述反应的平衡常数表达式为K=_______________________。
(2)计算15~20min范围内:甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 mol/min;80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为___________ mol/min。
(3)依据以上数据,推断该反应在10min后反应速率迅速加快的原因: 。
(4)其他条件不变,提高温度为T2,在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
正确答案
(1)(1分)
(2)0.045 , 9.0×10-3, 0(3分)
(3)该反应中甲酸具有催化作用,甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大。(2分)
(4)(2分)
试题分析:
(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,平衡常数。
(2)根据图中的转化率可知,15min时甲酸甲酯的转化率是6.7%,则消耗甲酸甲酯的物质的量是0.067mol。20min时甲酸甲酯的转化率是11.2%,则消耗甲酸甲酯的物质的量是0.112mol,所以在15~20min内甲酸甲酯减少了0.112mol-0.067mol=0.045。则甲酸甲酯的平均反应速率为0.045mol÷5min=0.009mol/min;根据图像可知,80min后反应物的转化率不再发生变化,说明反应已经达到平衡状态,则80~90min范围内甲酸甲酯的平均反应速率为0。
(3)由于在该反应中甲酸具有催化作用,随着反应的进行,甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大。
(4)正反应是吸热反应,所以升高温度,反应物的转化率增大。且反应速率快,达到平衡的时间少,即图像是(见答案)。
将4mol SO3气和4mol NO置于2L容器中,一定条件下发生如下可逆反应(不考虑NO2和N2O4之间的相互转化):2SO3(g)2SO2+O22NO+O2
2NO2
(1)当上述系统达到平衡时,O2和NO2的物质的量分别为n(O2)=0.1mol、n(NO2)=3.6mol,则此时
SO3气的物质的量为____________。
(2)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的平衡浓度,但这两种气体不能同时是SO3和____________,或NO和____________(填它们的分子式)。
(3)若在另外一个2L的容器中只发生反应2NO+O22NO2,其中NO、O2、NO2的起始浓度依次是
0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是________(填字母代号) 。
A.c(NO)=0.35 mol/L或c(NO)=0.09 mol/L
B.c(NO2)=0.4 mol/L
C.c(NO2)=0.35 mol/L
D.c (O2)=0.2 mol/L或c(NO)=0.4 mol/L
正确答案
(1)0.2mol
(2)SO2;NO2 (3)AC
对于下列2个反应的说法正确的:
(1)2A2+B22C (均为无色)______________
(2)X2+Y22XY 其中Y2是有色物质_____________
① 若物质均为气体,某物质的浓度、百分含量、物质的量不变了,反应达到了平衡状态
② 若物质均为气体V正(A2)= 2V逆(B2)时反应达到了平衡
③ 若物质均为气体,V逆(X2)= 1/2V正(XY)时反应达到了平衡
④ ①式其他条件不变,若增大压强,平衡逆向移动,说明A、B中至少有一各是固体或液体
⑤ ②式平衡时,c(XY)=0.5mol/L, 若将容器体积扩大到原来的2倍,XY的的浓度变为0.3mol/L,则
X2、Y2中至少有一种是固体或液体。
⑥ 体系的温度不变了反应达到了平衡状态
⑦ 若物质均为气体,体系的颜色不变了,反应达到了平衡状态
⑧ 若物质均为气体,体系的平均分子量不变了,反应达到了平衡状态
正确答案
(1)①②⑥⑧
(2)①③⑤⑥⑦
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