- 化学平衡
- 共20016题
I、可逆反应3A(g)⇌3B(g)+C(g)(正反应吸热)达到化学平衡后,升高温度.用“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”填空.
(1)若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量______;
(2)若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量______;
(3)若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量______;
(4)若B不是气体,C是气体.
①如果A的摩尔质量大于C的摩尔质量,气体的平均相对分子质量______;
②如果A的摩尔质量小于C的摩尔质量,气体的平均相对分子质量______.
II、又有反应aA(g)⇌bB(g)+cC(g)在一容积固定不变的容器内进行,反应达到平衡后.(以下填“增大”“减小”或“不变”)
①若a=b+c,增大A的浓度,A的转化率______.
②若a>b+c,增大A的浓度,A的转化率______.
(2)若将反应改为aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),容积体积固定不变,且起始时A与B的物质的量之比为a:b.
①平衡时A与B的转化率之比是______.
②若增大A的浓度,则A的转化率______.(填“增大”“减小”或“不变”)
③若同时同等倍数地增大A、B的浓度,则a+b与c+d满足什么关系时,A与B的转化率同时增大?a+b______c+d.
正确答案
I、对于可逆反应3A(g)⇌3B+C(正反应吸热),
(1)若B、C都是气体,混合气体的总质量不变,混合气体的总的物质的量增大,平均摩尔质量变小,故气体的平均相对分子质量变小,故答案为:变小;
(2)若B、C都不是气体,只有A是气体,气体的平均相对分子质量不变,故答案为:不变;
(3)若B是气体,C不是气体,混合气体的总质量减小,混合气体的总的物质的量不变,平均摩尔质量变小,故气体的平均相对分子质量变小,故答案为:变小;
(4)若B不是气体,C是气体.
①如果A的摩尔质量大于C的摩尔质量,平衡后存在A、C两种气体,混合气体的平均相对分子质量Mr(C)<<Mr(A),故气体的平均相对分子质量变小,故答案为:变小;
②如果A的摩尔质量小于C的摩尔质量,平衡后存在A、C两种气体,混合气体的平均相对分子质量Mr(A)<<Mr(C),故气体的平均相对分子质量变大,故答案为:变大;
II、(1)①增大A的浓度,等效为增大压强,若a=b+c,平衡不移动,A的转化率不变,故答案为:不变;
②增大A的浓度,等效为增大压强,若a>b+c,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,即先正反应移动,A的转化率增大,故答案为:增大;
(2)①起始时A与B的物质的量之比为a:b,等于化学计量数之比,平衡时A与B的转化率相等,即平衡时A与B的转化率之比是1:1,故答案为:1:1;
②若增大A的浓度,平衡向正反应移动,B的转化率增大,A的转化率减小,故答案为:减小;
③同时同等倍数地增大A、B的浓度,等效为增大压强,A与B的转化率同时增大,平衡向正反应移动,增大压强平衡向气体体积减小的方向移动,故a+b>c+d,
故答案为:>.
某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和气态物质Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示.
(1)根据下表中数据,在图1中画出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)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随时间变化的曲线①、②、③(如图2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)由表中数据可知,X、Y为反应物,Z为生成物,1min时△n(X)=1mol-0.9mol=0.1mol,△n(Y)=1mol-0.8mol=0.2mol,△n(Z)=0.2mol,所以X、Y、Z在相同时间内的变化量之比为1:2:2,9min后各物质的物质的量不再变化,平衡时X、Y、Z的物质的量分别为:0.55mol、0.1mol、0.9mol.
横坐标为时间,从坐标为X、Z的物质的量(n),根据表中数据可画出曲线为:
,故答案为:
;
(2)由表中数据看出反应从开始到平衡,X的物质的量减小,应为反应物,0~1min物质的量变化值为1.00mol-0.90mol=0.10mol,Y的物质的量减小,应为反应物,0~1min物质的量变化值为1.00mol-0.80mol=0.20mol,Z的物质的量增多,应为是生成物,物质的量的变化值为0.20mol,9min后各物质的物质的量不再变化,且反应物不为0,故为可逆反应,根据物质的量的变化与化学计量数呈正比,则n(X):n(Y):n(Z)=0.10mol:0.20mol:0.20mol=1:2:2,反应方程式为X+2Y
2Z,
故答案为:X+2Y
2Z;
(3)该可逆反应正反应为放热反应,且为气体体积增大的反应.
由表中数据可知,平衡时Z的物质的量为0.9mol,由图2可知曲线①平衡后,Z的物质的量为0.6,Z的物质的量减小,故平衡向逆反应移动,应是升高温度;曲线②平衡后,Z的物质的量为0.9mol,Z的物质的量未变,应是使用催化剂;曲线③平衡后,Z的物质的量为0.95mol,Z的物质的量增大,应是增大压强,
故答案为:升高温度;加入催化剂;增大压强.
Ⅰ.在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 其平衡常数K和温度t的关系如下
(1)K的表达式为:______________;
(2)该反应的正反应为______________反应(“吸热”或“放热”);
(3)能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:_______________
A.容器中压强不变
B.混合气体中CO浓度不变
C.v(H2)正 = v(H2O)逆
D.c(CO2) = c(CO)
(4)在850℃时,可逆反应:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g),在该容器内各物质的浓度变化如下
计算:3min-4min达到平衡时CO的平衡浓度c3,要求写出简单的计算过程(c3精确到小数点后面三位数)。________________________________
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应
回答下列问题:
(5)新工艺的总反应为:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH 该反应ΔH=______________。
(6)增大压强,CH3OCH3的产率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(7)原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是_________________________。
(8)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,试验结果如下图CO转化率随温度变化的规律是_________________________________,原因是_________________________。
正确答案
(1)
(2)放热
(3)BC
(4)设3min-4min达到平衡时CO、H2O的平衡浓度为c3,则CO2、H2的平衡浓度分别为0.200-c3和0.300- c3,根据:K= c3·c3/[(0.200-c3)·(0.300-c3)]= 1得c3=0.120mol/L
(5)-247kJ/mol
(6)增大
(7)反应③消耗了反应②中的产物H2O,使反应②的化学平衡向正反应方向移动,从而提高CH3OCH3的产率
(8)温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大,温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小(或“CO的转化率先增大,后减小”);在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高反应速率增大,CO的转化率也增大,在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小。
J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,J、R在周期表中的相对位置如下表;J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等;M是地壳中含量最多的金属元素。
(1)M的离子结构示意图为_____;元素T在周期表中位于第_____族。
(2)J和氢组成的化合物分子有6个原子,其结构简式为___________________。
(3)M和T形成的化合物在潮湿的空气中冒白色烟雾,反应的化学方程式为__________________。
(4)L的最简单气态氢化物甲的水溶液显碱性。
①在微电子工业中,甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂,所发生反应的产物不污染环境,其化学方程式为_____________________________。
②一定条件下,甲在固定体积的密闭容器中发生分解反应(△H>0)并达平衡后,仅改变下表中反应条件x,该平衡体系中随x递增y递减的是_______(选填序号)。
(5)由J、R形成的液态化合物JR2 0.2mol在O2中完全燃烧,生成两种气态氧化物,298K时放出热量
215kJ。该反应的热化学方程式为_______________________。
正确答案
(1);VⅡA
(2)CH2=CH2
(3)AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑(或AlCl3+H2O=Al(OH)Cl2+HCl↑)
(4)①2NH3·H2O+3H2O2=N2↑+8H2O(或2NH3+3H2O2=N2↑+6H2O);②ac
(5)CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g) ΔH=-1075kJ/mol
某温度时,在2L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表所示。
(1)体系中发生反应的化学方程式是___________________________
(2)列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率:_______________
(3)该反应达到平衡时反应物X的转化率等于___________________________
(4)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随时间变化的曲线①.②.③(如图所示)则曲线①.②.③所改变的实验条件和判断理由是
① __________________________
② __________________________
③ __________________________
正确答案
(1)X+2Y2Z
(2)
(3)45%
(4)①升高温度,该反应为放热反应 达到平衡的时间缩短,平衡时Z的浓度减小
②加入催化剂,达到平衡的时间缩短,平衡时Z的浓度减小
③增大压强,达到平衡的时间缩短,平衡时Z的浓度增大
恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。(已知:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H= -196.6 KJ·mol-1)
请回答下列问题
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:____________________________。
(2)ΔH2=_____________KJ·mol-1
(3)恒温恒容时,1molSO2和2molO2充分反应,放出热量的数值比∣ΔH2 ∣__________ (填“大”“小”或“相等”)
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为______________,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为______________________。
(5)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2 )增大的有_______________。
a.升高温度; b.充入He气 c.再充入1molSO2(g)和1molO2 (g) d.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2(g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2(g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是__________________;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是________________________。
正确答案
(1)S(s)+O2(g)==SO2(g) ΔH=-297 KJ·mol-1(2)-78.64
(3)大
(4)2mol;2SO2+O2+4OH-==2SO42-+2H2O
(5)C
(6)升高温度;t3~t4
在一定条件下,将H2和N2置于一容积为2L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3的物质的量变化如图
(1)计算反应开始10分钟内,NH3的平均反应速率______________。
(2)反应处于平衡状态的时间是:______________
(3)图中10~20分钟曲线发生变化的可能原因是______________。
(4)第25分钟,平衡改变的条件是______________,此时正反应速率______________(填增大、减小或不变),重新达平衡后,NH3的体积分数比原平衡___________(填大、小或不变)。
(5)判断该反应达到平衡状态的标志是______________(填字母);
a.N2和NH3浓度相等
b.NH3百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变
d.NH3的生成速率与H2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
正确答案
(1)0.005mol/(L·min)
(2)20~25min和35~40min
(3)使用了催化剂
(4)分离出0.1molNH3;不变;小
(5)bc
二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下
请填空
(1)在一定条件下,反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。将1.0molCH4和
2.0molH2O通入反应室1(假设容积为100L),10min末有0.1molCO生成,则10min内反应的平均速率
V(H2)=______________。
(2)在一定条件下,已知反应室2的可逆反应除生成二甲醚外还生成了气态水,其化学方程式为
_________________________
(3)在压强为0.1MPa条件下,反应室3(容积为VL)中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示,则:
① P1_________P2 (填“<”、“>”或“=")。
②在其它条件不变的情况下,反应室3再增加amolCO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”。下同。),平衡常数_____________。
③在P1压强下,100℃时,CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)反应的平衡常数为____________(用含a、V的代数式表示)。
正确答案
(1)减小;0.0003mol·L-1·min-1
(2)2CO+4H2CH3OCH3+H2O
(3)① <;②增大;不变; ③ a2/V2
工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,将SO2转化为SO3,尾气SO2可用NaOH溶液进行吸收.请回答下列问题:
(1)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2发生反应,则下列说法正确的是______.
A.若反应速率v(SO2)﹦v(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态
B.保持温度和容器体积不变,充入2molN2,化学反应速率加快
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大
E.平衡后升高温度,平衡常数K增大
F.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2mol SO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
(2)将一定量的SO2(g)和O2(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据:
①实验1从开始到反应达到化学平衡时,v(SO2)表示的反应速率为______,表中y﹦______.
②T1______T2,(选填“>”、“<”或“=”),实验2中达平衡时O2的转化率为______.
(3)尾气SO2用NaOH溶液吸收后会生成Na2SO3.现有常温下0.1mol/LNa2SO3溶液,实验测定其pH约为8,完成下列问题:
①该溶液中c(Na+)与c(OH-)之比为______.
②该溶液中c(OH-)=c(H+)+______+______(用溶液中所含微粒的浓度表示).
③当向该溶液中加入少量NaOH固体时,c(SO32-)______,水的离子积Kw______.(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)如果用含等物质的量溶质的下列各溶液分别来吸收SO2,则理论吸收量由多到少的顺序是______.
A.Na2CO3B.Ba(NO3)2C.Na2SD.酸性KMnO4.
正确答案
(1)A、当正反应速率与逆反应速率相等,才能说明该可逆反应达到平衡状态,但反应速率v(SO2)﹦v(SO3),未强调反应方向,不能说明正逆反应速率相等,故A错误;
B、根据影响反应速率的影响因素,增加反应物的浓度,化学反应速率才能加快,但充入2molN2,对于该反应相当于惰性气体,反应物的浓度不变,反应速率不变,B错误;
C、平衡后仅增大反应物浓度,根据平衡移动原理,平衡一定右移,但各反应物的转化率不一定都增大,例如:增大SO2的浓度,O2的转化率增大,而SO2的转化率减小;C错误;
D、平衡后移动活塞压缩气体,即增大压强,根据平衡移动原理,平衡向正反应方向移动,所以,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大,D正确;
E、平衡常数K=,平衡后升高温度,平衡向吸热方向(逆反应)移动,SO2、O2的浓度增大,SO3的浓度减小,平衡常数K减小,E错误;
F、原平衡中充入2molSO2和1molO2,等效于充入2molSO3,保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2mol SO3,即增大压强,平衡向正反应方向移动,生成物浓度比原平衡时的浓度大,压缩体积时,浓度已是原平衡的2倍,虽然平衡向正反应方向移动,但因为外界因素比平衡移动对平衡的影响更大,所以,反应物的浓度仍然增大.因此,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大,故F正确.
故选:DF.
(2)①由表中数据,v(O2)==0.1 mol•L-1•min-1
根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(SO2)=2v(O2)=0.2mol•L-1•min-1
实验2中,n(SO2)参加⇌(4-0.4)mol=3.6mol
n(O2)消耗=0.5n(SO2)=1.8mol
平衡时n(O2)=(2-1.8)mol=0.2mol
故答案为:0.2mol•L-1•min-1 ;0.2mol;
②平衡时,实验1中n(O2)=0.8mol 实验2中n(O2)=0.2mol,而开始时反应物的起始量相等,实验1到实验2的过程,相当于平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,降温能使平衡向正反应方向移动,即T1>T2;
实验2中达平衡时 O2的转化率=n(O2)消耗÷n(O2)起始×100%=1.8mol÷2mol×100%=90%
故答案为:>;90%;
(3)∵pH=8
∴c(OH-)=10-14÷10-8=10-6mol•L-1而c(Na+)=2×c(Na2SO3)=2×0.1mol•L-1=0.2mol•L-1
∴c(Na+):c(OH-)=0.2mol•L-1÷10-6mol•L-1=2×105
故答案为:2×105;
②溶液中存在物料守恒:c(OH-)=c(H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3),故答案为:c(HSO3-)+2c(H2SO3);
③Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-根据水解平衡移动原理,加入少量NaOH固体,增大了c(OH-),平衡向逆方向移动,c(SO32-)增大水的离子积Kw只受温度影响,由于温度不变,所以Kw不变,
故答案为:增大;不变;
(4)假设溶液中溶质的物质的量为1mol,则
A中:Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
1mol 1mol
B中:2Ba(NO3)2+3SO2+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4HNO3(SO2溶于水后显酸性,酸性条件下会被NO3-氧化成SO42-,再和Ba2+生成沉淀)
1mol 1.5mol
C中:Na2S+2SO2+H2O=H2S+2NaHSO3
1mol 2mol
2H2S+SO2=3S+2H2O
1mol 0.5mol
所以1mol 的Na2S最终可吸收2.5molSO2
D中:2KMnO4+5SO2+2H2O=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4
1mol 2.5mol
故答案为:B>C=D>A.
运用化学反应原理可以更好的分析化学反应的本质 。
(1)下列四组物质反应,其中与其它三组有本质不同的是_______。
A.Na2O2 + H2O
B.F2 + H2O
C.Cl2 + H2O
D.NO2 + H2O
(2)在 25℃下,向浓度均为 0.1mol·L-1 的NaCl和KBr混合溶液中逐滴加入硝酸银溶液,先生成_______沉淀 ( 填化学式 );当两种沉淀共存时溶液中__________。(已知 25℃时 Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10)
(3) 汽车尾气净化中的一个反应如下:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 该反应混合体系中NO 的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题:
① 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H _____0( 填 “>” 或 “<”)
②若温度为Tl 、T2, 反应的平衡常数分别为 Kl、K2, 则K1_____K2;若反应进行到状态D 时,V正___V逆(填“>”、“<”或“=”)
③在恒容的密闭容器中,该反应达平衡后,改变某一条件,下列示意图不正确的是
(4)分析下表提供的数据:
① 84 消毒液 ( 有效成分为 NaClO) 久置于空气中会失效,写出发生反应的离子方程式:____________; __________________。
②判断在等浓度的 NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度由大到小的顺序:_________________。
正确答案
(1)B
(2)AgBr;2.7×l0-3
(3)① <; ② > ;< ;③A
(4)① ClO- + H2O + CO2 = HClO + HCO3- ;2HClO = 2H+ + Cl-+O2↑
② c(Na+)>c(HCO3-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)> c(CO32-)
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