- 化学平衡
- 共20016题
工业生产中产生的含SO2废气经石灰吸收和氧化后制成硫酸钙,硫酸钙是一种用途非常广泛的产品,可用于生产硫酸、水泥等,以下是工业利用硫酸钙的部分流程
(1)生产中常在装置I里加入SiO2,其主要作用:①生产水泥;②还可___________________。
(2)装置Ⅱ中,为了提高SO2的转化率,可采用的措施是__________。
A.加入V2O5作催化剂
B.采用过量SO2C.低温
D.通入过量空气
(3)装置Ⅲ中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)。已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H =+484 kJ/mol
CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=-192.9 kJ/mol
试写出CO与H2在一定条件下反应生成CH3OH(g)的热化学方程式________________________;若将生成的CH3OH与氢氧化钾溶液、氧气构成燃料电池,则燃料电池的负极反应式为___________。
(4)已知25℃时,Ksp(CaSO4)=7.10×10-5,在0.100 L 0.200 mol/L CaCl2溶液中加入2. 72 g CaSO4粉末充分搅拌后,假设溶液的体积变化忽略不计,则溶液中SO42-物质的量浓度为_______mol/L。
正确答案
(1)降低反应所需温度或降低能耗
(2)D
(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1 kJ/mol;CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O
(4)3. 55×10-4
一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),不同温度时甲醇的物质的量随时间变化曲线如下图所示。根据题意完成下列各题
(1)反应达到平衡时,升高温度,v正_____________ (填“增大”“减小”或“不变”)。化学平衡向
_____________移动
(2)500 ℃,从反应开始到平衡,H2的反应速率v(H2)=________________________。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是_____________。
A.氢气的浓度减小 B.正反应速率加快,逆反应速率也加快
C.甲醇的物质的量增加 D.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是__________________________(用化学方程式表示)。
正确答案
(1)增大;逆向
(2)2nB/3tB
(3)BC
(4)Cu2O+CO2Cu+CO2(CO2能使平衡左移)
等物质的量A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA(?)+bB(?)cC(固)+dD(?)
当反应进行到一定时间后,测得A减少n mol,B减少,C增加
,D增加n mol,此时达到化学平衡状态。
(1)该化学方程式中各系数为a=________,b=________,c=________,d=________.
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,则该反应中各物质的聚集状态是:
A_________,B_________,D_________.
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质的量又达到相等,则该反应是________反应(填“放热”或“吸热”)
正确答案
(1)2;1;3;2
(2)A为气态;B为固态或气态;D为气态
(3)放热
一定条件下,在体积为3L的密闭容器中化学反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。
(1)该反应的平衡常数表示K=______________根据上图降低温度K将__________(填“增大”、
“减小”、“不变”)
(2)500℃时,从反应开始到达到平衡状态,以CO的浓度变化表示的化学反应速率是v(CO)=__________
(用nB、tB表示)
(3)判断可逆反应达到平衡状态的标志是_________________(填字母)
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
b.混合气体的密度不再改变
c.容器内气体的压强保持不变
d.CO、H2、CH3OH的浓度不再改变
(4)300℃时,讲容器的体积增大1倍,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是_________
(填字母)
a.c(H2)增大
b.正反应速率减慢,逆反应速率加快
c.CH3OH的物质的量减少
d.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)增大
正确答案
(1);增大
(2)mol·L-1·min-1(3)cd
(4)cd
有两个起始体积相同的密闭容器A和B,A容器有一个可移动的活塞,能使容器内保持恒压;B容器为固定体积。起始时这两个容器分别充入等量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气,并使A、B容器中气体体积相等,并保持在400℃条件下发生反应2SO2+O22SO3,并达到平衡。
(1)达到平衡所需时间,A容器比B容器_______,两容器中SO2的转化率A比B______。
(2)达到⑴所述平衡后,若向两容器中分别通入数量不多的等量Ar气体,A容器的化学平衡向________移动,B容器的化学平衡________移动。
(3)达到⑴所述平衡后,若向容器中通入等量的原混合气体,重新达到平衡后,A容器中SO3的体积分数________,B容器中SO3的体积分数__________(填变大、变小、不变)。
正确答案
(1)短;大
(2)逆反应方向;不
(3)不变;变大
已知2X2(g)+Y2(g)2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol
Y2, 在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为Wmol·L-1,放出热量bkJ。
(1)此反应平衡常数表达式为_________________;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将
___________(填增大、减少或不变)。
(2)若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量ckJ,则Z浓度_______Wmol·L-1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系___________(用代数式表示)。
(3)能说明反应已达平衡状态的是___________________。
A. 浓度c(Z)=2c(Y2)
B. 容器内压强保持不变
C. v逆(X2)=2v正(Y2)
D. 容器内的密度保持不变
(4)若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2mol X2和1mol Y2达到平衡后,Y2的转化率将___________(填“变大”、“变小”或“不变”) 。
正确答案
(1)K=; 增大
(2)=;a=b+c
(3)BC
(4)变大
由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+
H2O(g),该反应的能量变化如图所示
(1)上述反应平衡常数K的表达式为________,温度降低,平衡常数K_______(填“增大”、“不变”或 “减小”)。
(2)在体积为2L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5min末,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=________。
(3)在相同温度容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是________(填写序号字母)。
a.n(CO2):n(H2):n(CH3OH):n(H2O)=1:3:1:1
b.容器内压强保持不变
c.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3:1
d.容器内的密度保持不变
(4)下列条件能使上述反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_______(填写序号字母)。
a.及时分离出CH3OH气体
b.适当升高温度
c.保持容器的容积不变,再充入1mol CO2和3 mol H2
d.选择高效的催化剂
正确答案
(1);增大
(2)0.15 mol·L-1·min-1
(3)bc
(4)c
工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)____。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(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____0(填“>”“=”或“<”);
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.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压 e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
(4)300℃、一定的压强下,5 mol CO与足量的H2在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454 kJ。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)df
(4)D
光气(COCl2)是一种重要的有机中间体,在农药、医药、工程塑料等方面都有应用。以CO和Cl2为原料合成光气的反应为CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)。某小组同学将不同量的CO和Cl2分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行上述反应,得到如下数据:
试回答下列问题:
(1)对容器I中的反应,能判断反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.v正(CO)=v逆(COCl2)
B.三种物质的浓度之比为1:1:1
C.容器内气体密度保持不变
D.容器内压强保持不变
(2)容器Ⅱ中,从开始至达到平衡时,v(Cl2)=________。
(3)该反应的逆反应为____(填“吸热”或 “放热”)反应。
(4)其他条件不变,若在t1时刻,将容器Ⅱ的体积增大一倍,请在下图中画出重新达到平衡过程中c(CO)、c(COCl2)的变化曲线(只需画出浓度的变化趋势,无需标出平衡时的具体数值)。
(5)一定体积下,向某恒容密闭容器中充入3 mol CO和3 mol Cl2,发生上述反应,达到平衡后只改变某一条件,平衡体系发生如下变化,请在表中填写改变的条件。
正确答案
(1)AD
(2)0.25 mol·L-1·min-1 (3)吸热
(4)
(5)
在2L密闭容器内,反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)在三种不同的条件下进行实验,其中实验I、Ⅱ都是在 800℃,实验Ⅲ是在850℃;NO、O2的起始浓度都为0,NO2 的起始浓度都为1.0 mol/L,NO2的浓度随时间的变化如图所示。请回答下列问题
(1)①该反应的平衡常数表达式为:K=____________。
②下列叙述不能说明该反应已达到平衡状态的是_______
a. v正(NO2)=2v逆(O2)
b. c(NO2) =c(NO)
c. 气体的平均摩尔质量不变
d. NO的体积分数保持不变
(2)①对比实验I、Ⅱ和Ⅲ,得出的下列结论正确的是__________
a. 实验Ⅱ和I相比,可能隐含的条件是:反应容器的体积缩小了
b. 实验Ⅱ和I相比,可能隐含的条件是:使用了效率更高的催化剂
c. 实验I的平衡常数大于实验Ⅲ的平衡常数
d. 对比实验I和Ⅲ可知,该反应是放热反应
②下图是实验I中NO体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图中补画实验Ⅲ中NO体积分数V%随时间t的变化曲线。
(3)实验I,从反应开始到平衡时,v(O2)=____mol/(L·min)。若实验I中将NO2的起始浓度改为1.2 mol/L,其他条件不变,NO2的转化率将____(填“增大”“减少”或 “不变”)。
(4)若实验I平衡后,冉向该2L密闭容器中通入l mol NO2 与1 mol NO、0.5 mol O2组成的混合气体,则平衡将____移动(填“向右”“向左”“不”或“无法确定”)。再次达到平衡后,
______mol
正确答案
(1);②b
(2)①b
②
(3)6.25×10-3mol/(L·min);减小
(4)向左;1;2
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