- 化学平衡
- 共20016题
反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H1=a kJ/mol;②CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) △H2=b kJ/mol 测得在不同温度下,反应①的平衡常数K值随温度的变化如下
(1)若500℃时进行反应①,CO2起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为____ 。
(2)反应①中的a____0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700℃反应①达到平衡,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有____(填序号)。
A.缩小反应器体积 B.通入CO2 C.升高温度到900℃ D.使用合适的催化剂
(4)下列图象符合反应①的是____(填序号)(图中v是速率、为混合物中CO含量,T为温度且T1> T2)
(5)由反应①和②可求得:2Fe(s)+O2(g)2FeO(s) △H3,该反应的△H3=____kJ/mol。
正确答案
(1)1 mol·L-1 (2)大于
(3)BC
(4)A
(5)2(a+b)
向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下左图所示。下右图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种条件,所用条件均不同。已知t3~t4阶段为使用催化剂。
(1)若t1=15s,则t0~t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C) =______________。
(2)若t2~t3阶段,C的体积分数变小,此阶段v(正) _________v(逆)(填“>”、“=”、“<”)。
(3)t4~t5阶段改变的条件为_______________,B的起始物质的量为________________。
(4)t5~t6阶段容器内A的物质的量共减小0.03 mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,写出该反应的热化学方程式:___________________
正确答案
(1)0.004mol/(L·s)
(2)<
(3)降低体系压强;0.04 mol
(4)3A(g)B(g)+2C(g) △H=+100akJ/mol
接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
(1)该反应所用的催化剂是___________(填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数__________500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)该热化学反应方程式的意义是_________________
(3)达到化学平衡状态的是__________________
a. b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10molSO2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18mol,则=________mol·L-1·min-1,若继续通入0.20mol SO2和0.10mol O2,则平衡
_______移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”),再次达到平衡后,_________mol
正确答案
(1)五氧化二钒(V2O5);大于
(2)在450℃时,2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ
(3)bd
(4)0.036;向正反应方向;0.36;0.40
德国人哈伯在1905年发明的合成氨,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 已知298K时:正反应的△H=-92.4KJ/mol,△S=-198.2J/mol/K。
试回答下列问题:
(1)根据正反应的焓变和熵变判断298K下合成氨反应________(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)加压平衡向正反应方向移动,该反应平衡常数K_______(填“变”或“不变”),当浓度商()
________化学平衡常数(Kc)(填“大于”、“等于”、“小于”)时,反应向右进行。
(3)在实际工业合成氨生产中采取的措施是__________(填序号)。
A、采用较低压强
B、采用700K左右的高温
C、用铁触媒作催化剂
D、将生成的氨液化并及时分离出来,未反应的和重新循环到合成塔中
正确答案
(1)能
(2)不变;小于
(3)BCD
一定条件下,将SO2和O2充入一密闭容器中,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示:回答下列问题
(1)降低温度,SO2的转化率_________,化学反应速度_________。(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)反应处于平衡状态的时间是_________。
(3)反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是______________________(用文字表达)。10min到
15min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)。
a.加了催化剂 b.缩小容器体积 c.降低温度 d.增加SO3的物质的量
正确答案
(1)增大;减小
(2)15~20min、25~30 min
(3)增加了O2的量;ab
将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bBcC(s)+dD,当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了n/2mol,C增加了3/2n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中各物质的化学计量数为:a =_______,b =_______,c =_______,d =______。
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不移动,该反应中各物质的聚集状态:
A_____________,B_____________,C_____________,D_____________。
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测得四种物质的物质的量又达到相等,则该反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)。
正确答案
(1)2;1;3;2
(2)气态;固态或液态;固态;气态
(3)放热
Ⅰ、在10℃和4×105Pa的条件下,当反应aA(g)⇌dD(g)+eE(g)建立平衡后,维持温度不变,逐步增大体系的压强,在不同压强下该反应建立平衡后,物质D的浓度见下表(在增大压强的过程中无其它副反应发生):
①压强从4×105Pa增加到6×105 Pa时平衡应向______反应方向移动(填“正”或“逆”,下同),理由是______.
②压强从1×106 Pa 增加到2×106 Pa时,平衡向______反应方向移动.此时平衡向该方向移动的两个必要条件是______;______.
Ⅱ、在10℃和1.01×105Pa的条件下,往容积可变的密闭容器中充入a molA和b molB,当反应2A(g)+B(g)⇌D(g)+E(s)建立平衡后,气体密度不变,已知各物质的摩尔质量(单位:g•mol-1)分别为A18、B46、D42、E40,则a:b为______.
Ⅲ、已知T℃、P kPa时,往容积可变的密闭容器中充入2mol X和1mol Y,此时容积为V L.保持恒温恒压,使反应:2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)达到平衡时,Z的体积分数为0.4.若控制温度仍为T℃,另选一容积为V L的固定不变的密闭容器,往其中充入一定量的X和Y,使反应达到平衡,这时Z的体积分数仍为0.4.则充入的X和Y的物质的量应满足的关系是:a n(Y)<n(X)<b n(Y),则a为______.
正确答案
Ⅰ、①压强从4×105Pa增加到6×105 Pa时,D的浓度应变化为0.085mol/L的1.5倍即为0.1275mol/L,而图表中变化为0.126mol/L,说明平衡逆向进行,
故答案为:逆;加压时生成物D浓度增大的倍数小于压强增大的倍数;
②压强从1×106 Pa 增加到2×106 Pa时,D的浓度应变化为0.2mol/L的2倍即0.4mol/L,而图表中D的浓度为0.44mol/L,说明平衡正向进行;根据①可知反应是气体体积增大的反应,所以此时E加压变为液体或固体,a>d时,才能在加压条件下向正向进行,
故答案为:正;a>d;生成物E在该条件下的状态为非气态;
Ⅱ往容积可变的密闭容器中充入a molA和b molB,当反应2A(g)+B(g)⇌D(g)+E(s)建立平衡后,气体密度不变,已知各物质的摩尔质量(单位:g•mol-1)分别为A18、B46、D42、E40,设反应中消耗B物质的量为x,依据化学平衡的三段式计算得到:
2A(g)+B(g)⇌D(g)+E(s)
起始量(mol) a b 0 0
变化量(mol) 2x x x x
平衡量(mol) a-2x b-x x x
反应过程中压强不变,密度不变,说明气体质量之比等于气体物质的量之比;
=
假设18a+46b=m,代入上式化简得到:m=20(a+b)
18a+46b=20a+20b
得到a:b=13:1,故答案为:13:1;
Ⅲ、设起始时,X和Y的物质的量分别为n(X)和n(Y),发生转化的Y的物质的量为x,则
2X(g)+Y(g)=2Z(g)
起始/mol:n(X) n(Y) 0
转化/mol:2x x 2x
平衡/mol:n(X)-2x n(Y)-x 2x
根据“平衡混合气体中Z的体积分数仍为0.4”列等式:
解得n(X)+n(Y)=6x ①
下面用极端假设法进行讨论:
若X完全转化,则生成的Z为:
2x=n(X) ②
由①②两式得:2n(X)=n(Y)
若Y完全转化,则生成的Z为:
2x=2n(Y) ③
由①③两式得:n(X)=5n(Y)
综上所述:<
<5,
则a=0.5,故答案为:0.5.
合成氨对工、农业生产和国防都有重要意义。已知:25℃时,N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H<0,请回答:
(1)已知:破坏1 mol N≡N键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。计算1mol
N2 (g) 和3 mol H2 (g) 完全转化为NH3(g)的反应热的理论值___________ 。
(2)对合成氨平衡体系改变以下条件,判断平衡移动方向:
I ①恒容容器中充入氦气,平衡________移动(填“正向”、“逆向”、“不移动”,下同);
②恒容容器中充入氮气,平衡________移动;
③恒容容器中充入氨气,平衡________移动;
II 恒压容器内充入氦气,平衡________移动。
(3)在密闭容器中,若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍,则产生的结果是_________ 。
a 平衡不发生移动
b 平衡向正反应方向移动
c 平衡向逆反应方向移动
d.NH3的质量分数增加
e 正、逆反应速率都增大
(4)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是________(填序号)。
① 20 MPa -5 0 MPa
②500℃的高温
③铁触媒作催化剂
④ 将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中
正确答案
(1)-92 kJ·mol-1或92 kJ
(2)I 不移动;正向;逆向; II 逆向
(3)bde
(4)②③
(1)CuCl2溶液有时呈黄色,有时呈绿色或蓝色,这是因为有CuCl2的水溶液中存在如下平衡:
现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出一种可采用的方法:_____________________。
(2)在2SO2+ O22SO3的平衡体系中,用由18O构成的氧气(18O2)替换掉一部分O2,平衡不发生移动。一段时间后SO2中18O的含量_________(填增加、减少或不变),其原因是__________。
(3)在恒温恒容的两个密闭容器A和B中,分别加入 a mol 和 b mol 的HI(a > b),发生反应:
2HI(g)H2(g) + I2(g)达到平衡后。回答下列问题(用 “>”、“<” 或“=”填空):
① 从反应开始到达到平衡所需要时间: tA _______ tB
② 平衡时的碘的浓度:cA(I2)______ cB(I2)
③ HI的平衡转化率:αA _______αB
正确答案
(1)加入硝酸银溶液 (或加水)
(2)增大;化学平衡状态正逆反应速率相等但均未停止(v正=v逆≠0),18O2的加入会使含18O的SO3的含量增加,进而使含18O的SO2的含量增加
(3)①<;②>;③=
t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),△H=-196.6kJ/mol。2min时反应达到化学平衡,此时测得反应物
O2还乘余0.8mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速率为_______;平衡时SO2转化率为_________。
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号,下同)_______________。
A.溶器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是__________。
A.向容器中通入少量O2B.向容器中通入少量SO2C.使用催化剂
D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%。SO2的转化率为_____________。
正确答案
(1)0.1 mol/(L·min);20%
(2)ABE
(3)AD
(4)80%
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