- 化学平衡
- 共20016题
I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应: A(气)+B(气)C(气)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成a molC,这时A的物质的量为___________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为___________mol。
(3)若开始时放入x molA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol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2mol
作出此判断的理由是______________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,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1molA和1molB到达平衡后生成b molC。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
(1)1-a
(2)3a
(3)2;3-3a;丁;若3a>1,B的物质的量小于2mol,若3a=1,B的物质的量等于2mol,若3a<1,B的物质的量大于2mol
(4)
(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
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
请回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式K= 。
(2)该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 (多选项,多选不得分)。
a.容器中压强不变 b.混合气体中 c(CO)不变
c.υ正(CO)=υ逆(CO2) d.c(CO2)=c(CO)
(4)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率
υ(CO)= ,CO的平衡转化率为: 。
正确答案
(1)k=c(CO2)3/c(CO)3;(2)放热反应 (3)b、c (4)0.006 mol•L-1•min-1 60%
试题分析:(1)可逆反应Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)的化学平衡常数表达式k=c(CO2)3/c(CO)3;(2)由表中数据可知,温度越高化学平衡常数越小,升高温度平衡向逆反应移动,正反应是放热反应;(3)a.无论反应是否达到平衡,该反应的压强均不变 ,故不能说明到达平衡状态,故a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,故b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,故c正确;d.反应始终按CO与CO2物质的量之比为1:1进行,c(H2)=c(CO)不能说明到达平衡,故d错误;令平衡时CO的物质的量变化为nmol,则:
Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2 Fe(s)+3CO2(g)
开始(mol):1 1
变化(mol):n 1+n
平衡(mol):1-n 1+n
所以[(1+n)/V]/[(1−n )V]=4,解得n=0.6,所以n(CO2)="0.6mol/10L/10min=0.006" mol•L-1•min-1,CO的平衡转化率为0.6mol 1mol×100%=60%。
(12分)研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)利用反应6NO2+ 8NH37N2+12 H2O可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是 L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH= —196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH= —113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2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 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K= 。
正确答案
(1)6.72 (2)-41.8;b;8/3
(1)在反应6NO2+ 8NH37N2+12 H2O中NO2作氧化剂,N化合价由反应前的+4价降低到反应后0价,因此当反应中转移1.2mol电子时,消耗NO2的物质的量为,所以标准状况下的体积是
。
(2)本题考察盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断以及平衡常数的计算。
① 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1="-196.6" kJ·mol-1
② 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2="-113.0" kJ·mol-1 。
②-①即得出2NO2(g)+2SO2(g)2SO3(g)+2NO(g) ΔH=ΔH2-ΔH1="-113.0" kJ·mol-1 +196.6 kJ·mol-1=+83.6kJ·mol-1。所以本题的正确答案是41.8;
反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的特点体积不变的、吸热的可逆反应,因此a不能说明。颜色的深浅与气体的浓度大小有关,而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体,所以混合气体颜色保持不变时即说明NO2的浓度不再发生变化,因此b可以说明;SO3和NO是生成物,因此在任何情况下二者的体积比总是满足1:1,c不能说明;SO3和NO2一个作为生成物,一个作为反应物,因此在任何情况下每消耗1 mol SO3的同时必然会生成1 molNO2,因此d也不能说明;
设NO2的物质的量为1mol,则SO2的物质的量为2mol,参加反应的NO2的物质的量为xmol。
某温度时,在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示。
(1)根据下表中数据,画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线。
(2)体系中发生反应的化学方程式是_________________________________;
(3)列式计算该反应在0~3 min时间内产物Z的平均反应速率:________________;
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________;
(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z的物质的量随时间变化的曲线①、②、③(如图所示),
则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是: ①__________,②__________,③____________。
正确答案
(1)
(2)X(g)+2Y(g)2Z(g)
(3)=0.083 mol·L-1·min-1
(4)45%
(5)①升高温度 ②加入催化剂 ③增大压强
将一定量的SO2和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:(正反应放热)。反应达到平衡后,将容器中的混合气体通入过量NaOH溶液,气体体积减少了21. 28 L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是__________。(填字母)
a.SO2和SO3浓度相等
b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变
d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是___________(填字母)
a.向装置中再充入N2b.向装置中再充入O2c.改变反应的催化剂
d.升高温度
(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?
正确答案
(1)be
(2)b
(3)94.7%
(4)10.5g
在密闭容器中加入等浓度的CO与H2O,T ℃时发生如下反应:CO(g) + H2O(g)CO2 + H2(g) ΔH< 0 已知CO的浓度变化如图所示。
(1)从0~4 min,该反应的平均速率v(CO)=______mol/(L·min)。该反应的平衡常数为_______。
(2)为了增大CO的转化率,可以采取的措施有_____________。
a.增大反应物中CO的浓度 b.降低反应温度 c.将密闭容器体积压缩至一半 d.加入适宜的催化剂
(3)若不改变反应温度和反应物中CO的起始浓度,使CO的转化率达到90%,则水蒸气的起始浓度至少为_________。
正确答案
(1)0.03;2.25
(2)b
(3)0.90 mol/L
在真空密闭容器中加入amol PH4I固体,在一定温度下发生反应:
PH4I(s)PH3(g)+HI(g)
4PH3(g)P4(S)+6H2(g)
2HI(g)H2(g)+I2(g)
以上三个反应建立平衡后,测得HI为bmol,I2(g)为cmol,H2为dmol。求:
(1)平衡后,容器内P4(g)和PH3(g)的物质的量(用a,b,c,d表示) n(P4)=___________,
n(PH3)=______________。
(2)a,b,c三者的关系服从a>________(填b,c的代数式)。
(3)平衡后,增大压强容器内n(I2)________,n(PH4I)_________。(填增大、减小、不变)
正确答案
(1)n(P4)=[1/6](d-c)mol;n(PH3)=b+[1/3](8-2c)mol
(2)b+2c
(3)减少;增加
(14分) 在温度为373K时,将0.400 mol无色的N2O4气体通入4 L抽空
的密闭容器中,立刻出现红棕色,直至建立N2O4 2NO2 的平
衡。右图是隔一定时间测定到的N2O4的浓度(纵坐标为N2O4的浓度,
横坐标为时间)(1)该反应的化学平衡常数表达式为K = 。此温度下,K值= 。
(2)计算在0至20秒时间内,NO2的平均生成速率为 mol•L-1•s-1。
(3)下表是不同温度下测定得到的该反应的化学平衡常数。
据此可推测该反应(生成NO2)是 反应(选填“吸热”或“放热”)。
(4)若其他条件不变,反应在373K时达到平衡后,将N2O4和NO2的浓度都增加至0.4mol/L,平衡将向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
(5) 反应在373K时达到平衡时,N2O4的转化率=_________________,若将反应容器的容积缩小为原来的一半,则N2O4的转化率将_________(选填“增大”,“减小”或“不变”)
正确答案
(1)K = ;K值= 0.36 。(1)0.003mol•L-1•s-1。
(3) 吸热反应(填“吸热”或“放热”)。 (4)向 逆(填“正”或“逆”)反应方向移动。
(5)60%,减小
考查可逆反应的有关
(1)在一定条件下,当可逆反应达到化学平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,称为化学平衡常数。所以该反应的平衡常数表达式为K =。根据图像可知,平衡时N2O4的浓度为0.040mol/L,起始时N2O4的浓度为0.100mol/L,所以其浓度变化量为0.060mol/L,因此平衡时NO2的浓度为0.12mol/L。所以平衡常数为
。
(2)根据图像可知,20s时N2O4的浓度为0.070mol/L,所以其浓度变化量为0.030mol/L,因此此时NO2的浓度为0.06mol/L。所以NO2的反应速率为。
(3)根据平衡常数的数值可知温度越高,平衡常数越大,所以正反应是吸热反应。
(4)若N2O4和NO2的浓度都是0.4mol/L,则此时>0.36,这说明此时逆反应速率大于正反应速率,反应向逆反应方向移动。
(5)根据(1)可知N2O4的转化率为。因为反应是体积增大的可逆反应,所以增大压强,平衡向逆反应方向移动,转化率减小。
(8分)在一固定容积的密闭容器中,保持一定条件下进行以下反应:X(g)+2Y(g)3Z(g),已知加入1 molX和3molY。达到平衡后,生成a mol Z。
(1)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol X和6 mol Y,达到平衡后,Z的物质的量为 。
(2)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol X和7 mol Y,若要求在反应混合气体中Z体积分数不变,则还需加入Z mol。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入0.5molX,则需加入 mol Y, mol Z,才能使平衡时Z为0.8a mol。
正确答案
(1)2 a mol (2)3 (3)1.8, 0.9
(1)由于反应前后体积不变,所以只要起始物质的物质的量之比相同,平衡就是等效的。因此改为加入2 mol X和6 mol Y,达到平衡后,Z的物质的量为2amol。
(2)设需要Z设nmol,则nmolZ相当于是n/3molX和2n/3molY,则一定满足(2+n/3)︰(7+2n/3)=1︰3,解得n=3mol。
(3)要使平衡时Z为0.8a mol,则起始时X和Y必须分别是0.8mol和2.4mol。因此还缺少X是0.3mol,则需要0.9molZ。0.9molZ相当于是0.6molY,所以还缺少Y是1.8mol。
面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等气体已成为大气污染的主要因素。
(1)CO中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白,反应方程式可表示为:
CO+HbO2O2+HbCO 实验表明,c(HbCO)即使只有c(HbO2)的1/50,也可造成人的智力损伤。已知t℃时上述反应的平衡常数K=200,吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2 mol/L,若使c(HbCO)小于c(HbO2)的1/50,则吸入肺部CO的浓度不能超过________mol/L。
(2)汽车尾气治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”。已知反应
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-113 kJ/mol
①实验发现该反应在100℃~400℃的温度范围内,温度每升高10℃,反应速率却约为原来的3倍,在400℃~450℃时,温度每升高10℃,反应速率却约为原来的10倍,而温度高于450℃时,温度每升高10℃,反应速率又约为原来的3倍。若其他反应条件不变,试分析造成这种现象的可能原因是____________________。
②为了模拟催化转化器的工作原理,在T℃时,将2 mol NO与1 mol CO充入1 L反应容器中,反应过程中
NO(g)、CO(g)、N2(g)的物质的量浓度变化如图所示,则反应进行到15 min时,NO的平均反应速率为_______________。
③写出该反应的化学平衡常数表达式K=__________;如温度升高时,K值______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),增大压强时,K值________________。
④请在图中画出20~30 min内NO、CO浓度发生变化的曲线,引起该变化的条件可能是______(填字母)。
a.加入催化剂 b.降低温度 c.缩小容器体积 d.增加CO2的物质的量
⑤当25 min达到平衡后,若保持体系温度、容积不变,再向容器中充入NO、N2气体各1 mol,平衡将________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
正确答案
(1)1.0×10-6 (2)①催化剂在400℃~450℃活性最大;②0.4/15 mol/(L·min)[或0.027 mol/(L·min)];
③;减小;不变;
④;“略”
⑤向左
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