- 化学平衡
- 共20016题
(9分)将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:
aA + bB ="=" cC(固)+ dD,当反应进行一段时间后,测得A减少了nmol,B减少n/2mol,C增加了3n/2mol,D增加了nmol,此时反应达到平衡。
(1)该反应方程式中,各物质的系数分别为:
a=______,b=_______,c=_______,d=_______
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中各物质的聚集状态:A_______,B_______,D_______
正确答案
2 1 3 2 气态 固或者液态 气态
(1)依据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知,ABCD的化学计量数之比2︰1︰3︰2,即abcd分别为2、1、3、2。
(2)改变压强,反应速率发生变化,说明必须含有气体。但平衡不发生移动,说明反应前后气体的物质的量不变,由于C是固体,所以A只能是气体,B是固态或液态,D是气态。
在密闭容器中,将0.020 mol·L-1 CO和0.020 mol·L-1 H2O(g)混合加热到773 K 时,达到下列平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),K=9,求CO的转化率。
正确答案
75%
设转化的CO的浓度为x由题知:
CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始浓度/mol·L-1 0.020 0.020 0 0
转化浓度/mol·L-1 x x x x
平衡浓度/mol·L-1 0.020-x 0.020-x x x
在一定条件下,可逆反应A2+B22C,达到化学平衡状态,经测得平衡时:c(A2)="0.5" mol·L-1,c(B2)="0.1" mol·L-1,c(C)="1.6" mol·L-1,若A2,B2,C的起始浓度分别用a mol·L-1,b mol·L-1,c mol·L-1表示,要维持相同的平衡状态,请计算后完成下列问题:
(1)a、b应满足的关系是什么?
(2)计算a的取值范围。
正确答案
a、b的关系为:a=b+0.4,a的取值范围为:0.4<a<1.3。
(1)a、b应满足的关系是:
则a、b的关系为:a=b+0.4
(2)根据题中条件可以得出以下关系:
A2 + B2 2C
平衡状态:0.5 mol·L-10.1 mol·L-11.6 mol·L-1
则当该反应向逆反应方向进行到底时,a的值为1.3
当该反应向正反应方向进行到底时,a的值为0.4
所以a的取值范围为0.4<a<1.3
(12分)在一定温度下的2 L密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2 ,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH <0,n(O2)随时间的变化如图实线所示:
(1)用SO2表示0~4 min内该反应的平均速率为 。该温度下反应的平衡常数K为 。升高温度K值 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)若温度不变,在容器中再加1 mol O2 ,重新达到平衡,则SO2的平衡浓度
(填“增大”、“不变”或“减小”),氧气的转化率 (填“升高”、“不变”或“降低”),SO3的体积分数 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得O2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是_____________________________,曲线II对应的实验条件改变是______________________________________。
正确答案
(1)0.025 mol/(L·min)(2分) 20(2分) 减小(1分)
(2)减小(1分) 降低(1分) 减小(1分)
(3)升高温度(2分) 增大压强(2分)
(1)化学反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。0~4 min内氧气减少了0.1mol,则同时消耗二氧化硫是0.2mol,所以用SO2表示0~4 min内该反应的平均速率为。平衡是容器内氧气、二氧化硫、三氧化硫的浓度分别是0.05mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,所以平衡常数是
。因为反应是放热反应,所以温度升高平衡向逆反应方向移动,即平衡常数减小。
(2)再加入1mol氧气,氧气浓度增大,平衡向正反应方向移动,提高二氧化硫的转化率,所以SO2的平衡浓度将减小,但氧气的转化率将减小。根据(1)可计算出平衡时二氧化硫的体积分数是40%。通入1mol氧气,若二氧化硫全部生成三氧化硫才是0.4mol,此时其体积分数是2/7,所以其体积分数减小。
(3)曲线I和原来相比,达到平衡的时间少了,但氧气的转化率降低了,所以只能是升高温度。曲线Ⅱ和原来相比,达到平衡的时间也少了,但氧气的转化率增大了,所以只能是增大压强。
一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应:aM(g)bN(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)此反应的化学方程式中=__________
(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为:_________________________
(3)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是__________
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
F.N的质量分数在混合气体中保持不变
正确答案
:(1)2 (2) mol·L-1·min-1 (3) CEF
:(1)由图可以看出,当M反应消耗6mol时,N生成3mol,所以二者的比例为2︰1,即=2;(2)= mol·L-1·min-1= mol·L-1·min-1 (3)反应达到平衡状态的实质是正逆反应速率相等、混合物中各成分含量保持不变,可知应为CEF。
(8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与温度t的关系如下:
t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
请回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数K = 。
(2)该反应为 反应。(填“吸热”或“放热”)
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为 ℃。
(4)830℃,在1 L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的转化率为 ,
正确答案
(共8分,每空2分)
(2)吸热(3)830(4)1∕3
略
工业上有一反应2A(g)+B(g)3C(g),按体积比为A∶B=5∶2将A和B充入到一定容积的密闭容器中,若在恒温条件下达到平衡时C占总体积的60%,设A,B,C的相对分子质量分别用a,b,c表示。试求:
(1)平衡时A和B的转化率。
(2)平衡时混合气体的平均分子量。
正确答案
(1)平衡时A的转化率为56%;B的转化率70%;
(2)平衡时混合气体的平均分子量为(5a+2b)/7。
(1)设A=5V,则B=2V。
设B转化了x,则有:
2A(g)+B(g)3C(g)
起始 5V 2V 0
转化 2x x 3x
平衡 5V-2x 2V-x 3x
依题意有:
(3x)/[(5V-2x)+(2V-x)+3x]
=(60/100)=(3/5)
即有:(3x/7V)=(3/5)
解得:x=(7V/5)
∴A的转化率为:
A%=(2x/5V)×100%=(2×7/5V)/5V×100%
=56%
B的转化率为
B%=(x/2V)×100%=(7/5V)/2V×100%=70%
(2)混合气体平衡时的总体积V总=7L
=(5aL+2bL)/7L=(5a+2b)/7
在10L密闭容器中,放入8.0gSO3在一定条件下反应:2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)并达到平衡状态,SO3的分解率为40%,求平衡混合气密度是相同条件下H2密度的多少倍?
正确答案
平衡时混合气密度是相同条件下H2密度的33.34倍
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)
起始物质的量/mol 0.1 0 0
转化物质的量/mol 0.04 0.04 0.02
平衡物质的量/mol 0.06 0.04 0.02
∴n总=0.06mol+0.04mol+0.02mol
=0.12mol
=(m总/n总)=(8.0/0.12)=66.67
∴(/MH2)=(66.67/2)=33.34
在一定条件下将物质的量相等的NO和O2混合发生如下反应:2NO+O22NO2,2NO2N2O4。所得混合气体中NO2的体积分数为40%,混合气体的平均相对分子质量。
正确答案
49.6
设起始NO物质的量为x:
2NO+O22NO2 则剩余O2的体积为:
2 1 2
x x/2 x VO2=x/2mol
设生成的NO2有ymol转化成N2O4
2NO2N2O4
起始物质的量 x 0
转化物质的量 2y y
平衡物质的量 x-2y y
混合气体总物质的量为
n总=x-2y+y+(x/2)=x+(x/2)-y
依题意有:(x-2y/x+(x/2)-y)=(40/100)
解得x=4y
∴=(32×(x/2)+46(x-2y)+92×y/x+x/2-y)
=(64y+184y/5y)=49.6
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0。
(1)该反应的平衡常数表达式为 。
(2)平衡时,甲容器中CO的转化率是 。比较下列容器中CO的转化率:乙 甲;丙 甲(填“>”、“=”或“<”)。
(3)丙容器中,若要通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,则温度需要降低才能达到,则降温后的平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。
正确答案
(1)K= (2)50% > = (3)增大
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,则根据CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)可知,该反应的平衡常数表达式为:K═
。
(2)设甲容器中CO消耗的物质的量为x
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始量(mol)0.1 0.1 0 0
变化量(mol)x x x x
平衡量(mol)0.1-x 0.1-x x x
则K==1
解得x=0.5,所以甲容器中CO的转化率=×100%=50%;
根据投料情况知道,乙相当于在甲的基础上增加了水蒸气的投料,所以会使得一氧化碳的转化率增大,丙装置投料是甲装置的2倍,对于化学反应前后系数和不变的反应来说,建立的平衡是等效的,所以两种情况下,转化率是相等的。
③丙容器中,通过改变温度,使CO的平衡转化率增大,需要使化学平衡向着正向移动,由于该反应为放热反应,要增大一氧化碳的转化率,应该降低温度;由于平衡向着正向移动,反应物浓度减小,生成物浓度增大,则该反应的化学平衡常数增大。
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