- 化学平衡
- 共20016题
工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) ;△H
(1)能判断反应达到平衡状态的是____(填字母)。
A.生成CH3OH与消耗H2的速率比为1:2
B.容器内气体密度保持不变
C.容器内气体的平均相对分子质量保持不变
D.容器内各种成分的浓度保持不变
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①由表中数据判断△H____(填“>”“<”或“=”)0;
②某温度下,将2 mol CO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO) =0.2
mol/L,则CO的转化率为____,此时的温度为____
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是___。
a.升温 b.降温 c.压缩体积加压 d.充入惰性气体加压 e.充入CH3OH加压
f.按n(CO): n(H2)<1:3的比例充入气体加压
g.按n(CO):n(H2)>1:3的比例充入气体加压
h.分离出甲醇
(4)300℃一定压强下,5 mol CO与足量的H2在催化剂作用下恰好完全反应时放出454 kJ的热量。在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
下列说法正确的是____。
A.2c1>c3 B.a+b<90. 8 C.2P2
正确答案
(1)CD
(2)①<;②80%;250℃
(3)bfh
(4)D
在某一容积为2 L的密闭容器内,加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g)+Q(Q>0)
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为____________。
(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平衡速率v(HI)为____________。
(3)反应达到平衡后,第8分钟时: ①若升高温度,化学平衡常数K____________(填写增大、减小或不变) HI浓度的变化正确的是____________(用图2中a-c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是____________。(用图2中d-f的编号回答)
(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若把容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
正确答案
(1)K=
(2)0.167 mol/L·min
(3)①减小;c②f
(4)如下图:
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)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)该反应在0-3min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随时间变化的曲线①、②、③(如下图所示)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)aX+bYcZ
(3)0.083mol/(L·min)
(4)0.45或45%
(5)①升高温度;②加入催化剂;③加压
常温、常压下,可发生如下反应:A(g)+B(g)C(g)+nD(g),若将2molA和2molB混合充入体积可变的密闭容器中,在不同条件下达到平衡时,C的浓度如下
(1)可逆反应中,化学计量数n取值范围为__________,理由是____________________。
(2)在5×105Pa时,D的状态为____________________。
正确答案
(1)n>1;压强增加到2倍,C的浓度只增加到1.8倍,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,正反应是气体物质的量增大的反应,故n>1
(2)固态或液态
在一定温度下将2mol A和2mol B两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)
+2D(g),2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8mol D,请填写下面空白。
(1)用D表示的平均反应速率为____________A的转化率为____________。
(2)如果缩小容器容积(温度不变),则平衡体系中混合气体的密度____________(填“增大”、“减少”或“不变”)。
(3)若开始时只加C和D各4/3mol,要使平衡时各物质的质量分数与原平衡相等,则还应加入_______mol
B物质。
(4)若向原平衡体系再投入1mol A和1mol B,平衡____________(填“右移、左移或不移”)。
正确答案
(1)0.2 mol·L-1·min-1;60%
(2)增大
(3)4/3
(4)右移
如图所示,隔板I固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器均发生如下反应:A(g)+3B(g)2C(g)
(1)向M、N中,各通入1mol A和3mol B。初始M、N容积相同,并保持温度不变。则到达平衡时A的转化率α(A)M________α(A)N,A的体积分数x(A)M________x(A)N
(2)向M、N中,各通入x molA和y molB,初始M、N容积相同,并保持温度不变。若要平衡时保持A气体在M、N两容器中的体积分数相等,则起始通入容器中的A的物质的量xmol与B的物质的量ymol之间必须满足的关系式为________
(3)若在某件下,反应A(g)+3B(g)2C(g)在容器N中达到平衡,测得容器中含有A 1.0mol,B 0.4mol,C 0.4mol,此时容积为2.0L。则此条件下的平衡常数为____________;保持温度和压强不变,向此容器内通入0.36mol A,平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,用简要的计算过程说明理由________________________________。
正确答案
(1)<;>
(2)x=y
(3)10;逆向;原平衡体系中,2.0L容器中含有分子1.0+0.4+0.4=1.8mol,当加入A,体系瞬间有分子1.8+0.36=2.16mol。瞬间总体积变为2.16×2.00/1.8=2.4L,所以
现有反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则
(1)该反应的逆反应为_________热反应,且m+n_________p(填“>”“=”“<”)。
(2)减压时,A的质量分数_________。(填“增大”“减小”或“不变”,下同)
(3)若加入B(体积不变),则A的转化率_________,B的转化率_________。
(4)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比_________。
(5)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量_________。
(6)若B是有色物质,A、C均无色,则加入C(体积不变)时混合物颜色_______,而维持容器内压强不变,充入氖气时,混合物颜色_______(填“变深”“变浅”或“不变”)。
正确答案
(1)放;>
(2)增大
(3)增大;减小
(4)变小
(5)不变
(6)变深;变浅
硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
Ⅰ SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ 2HIH2+I2
Ⅲ 2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是_____________。
a.反应Ⅲ易在常温下进行
b.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O
d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1mol H2(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1mol HI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
0~2 min内的平均反应速率v(HI) =___________。该温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=_____________。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则________是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度 c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡__________移动(填“向左” “向右”或者“不”);若加入少量下列试剂中的______________,产生H2的速率将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.CH3COONa d.NaHSO3
正确答案
(1)c
(2)0.1mol/(L·min);64;b
(3)向右;b
黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe2O3.
(1)将0.050mol SO2(g)和0.030mol O2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol•L-1.计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率______、______(写出计算过程).
(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______(填字母序号,多选倒扣分).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.加入催化剂 E.移出氧气
(3)某温度下,上述反应中SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示.判断:平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)______K(B)(填“>”、“<”或“=”).
正确答案
(1)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
起始(mol/L):0.050 0.030 0
转化(mol/L):0.040 0.020 0.040
平衡(mol/L):0.010 0.010 0.040
K==
=1.6×103,
α(SO2)==80%,
故答案为:1.6×103;80%;
(2)反应放热,为提高SO2平衡转化率,应使平衡向正反应方向移动,可降低温度,体积不变,不能从压强的角度考虑,催化剂不影响平衡移动,移出氧气,平衡向逆反应方向移动,不利于提高SO2平衡转化率,
故答案为:B;
(3)平衡常数只与温度有关,与压强无关,在温度不变的条件下,无论压强怎样变化,平衡常数都不变,故答案为:=.
合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
(1)合成氨工业中采取的下列措施中可用勒夏特列原理解释的是______(填序号).
A.采用较高压强(20~50Mpa) B.采用500℃的高温
C.用铁触媒作催化剂 D.生成的氨液化分离,N2、H2循环压缩到合成塔中
(2)如下图所示,将6mol N2和14mol H2充入一容积可变的密闭容器中发生反应.
反应开始时可滑动的活塞的位置如图1所示,当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示.则达到平衡时,N2的转化率为______;该条件下反应的平衡常数为______.
(3)体积为100mL、浓度为0.1mol•L-1的两种溶液:A.NaOH溶液;B.氨水
①两种溶液相比较,______中水的电离程度大.(填序号,下同)
②用相同浓度的盐酸中和两种溶液至中性,______消耗的盐酸多.
③加水稀释两种溶液至pH为10,______加入的水的体积大.
正确答案
(1)A.增大压强平衡向正反应移动,原料利用率提高,氨气产率增大,可以用勒夏特列原理,故A正确;
B.该反应正反应为放热反应,采用500℃的高温,利用平衡向逆反应进行,反应物转化率与产物的产率降低,主要考虑反应速率与催化剂活性,不能用勒夏特列原理,故B错误;
C.用铁触媒作催化剂,加快反应速率,不影响平衡移动,不能用勒夏特列原理,故C错误;
D.生成的氨液化分离,N2、H2循环压缩到合成塔中,利用反应向正反应进行,能用勒夏特列原理,故D正确;
故选AD;
(2)同温同压下,体积之比等于物质的量之比,故平衡后混合气体的总的物质的量为:(6mol+14mol)×=16mol,混合气体物质的量减少(6mol+14mol)-16mol=4mol,则:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g) 物质的量减少△n
1 2
n(N2) 4mol
故n(N2)=4mol×=2mol,故氮气的转化率为
×100%=33.3%,
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)
开始(mol):6 14 0
变化(mol):2 6 4
平衡(mol):4 8 4
氮气、氢气、氨气的平衡浓度分别为0.5mol/L、1mol/L、0.5mol/L,
故平衡常数k==0.5,
故答案为:33.3%;0.5;
(3)①相同浓度的NaOH溶液与氨水,NaOH溶液的碱性更强,水的电离程度减小,氨水的碱性减弱,水的电离程度更大,故选B;
②氯化钠为强酸强碱盐其溶液呈中性,要使氢氧化钠盐酸混合溶液呈中性,则需要盐酸的物质的量等于氯化钠的物质的量,氯化铵为强酸弱碱盐其溶液呈酸性,要使氨水盐酸混合溶液呈中性,则需要盐酸的物质的量应该稍微小于氨水的物质的量,所以中和等物质的量的氢氧化钠和氨水且使其溶液呈中性,氢氧化钠需要盐酸的物质的量应该大于氨水,故选A;
③一水合氨是弱电解质,溶液中存在电离平衡,等物质的量浓度的氢氧化钠和氨水溶液,氢氧化钠溶液的pH大于氨水,要使稀释后溶液的pH相等,则氢氧化钠溶液加入的水体积大于氨水,故选A.
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