- 化学平衡
- 共20016题
mA(气) + nB(气)pC(气) + qD(气)的 C %与时间 t有如图关系
(1)若E、F表示两种温度,则 E____F(填“>”、“<”或“=”),正反应____ 热。
(2)若E、F表示两种压强,则 m + n_____p + q。
正确答案
(1) < 放 (2)<
试题分析:(1)F曲线到达平衡时间短,速率快,所以温度高,即温度E<F;升高温度,C%减小,平衡逆移,所以正方向为放热反应,故答案为:<;放;
(2)F曲线到达平衡时间短,速率快,所以压强大;增大压强,C%减小,平衡逆移,正方向为体积增大的方向,所以m+n<p+q,故答案为:<。
在一定温度下,发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),起始时,充入的N2和H2的物质的量分别是3.0 mol和6.0 mol,平衡时生成NH3的物质的量是2.4 mol。已知容器的容积为5.0 L,试求:
(1)H2的转化率是________。
(2)平衡时混合气体中N2的体积分数是________。
正确答案
(1)60% (2)27.3%
N2 + 3H2 2NH3
起始 3.0 mol 6.0 mol 0 mol
转化 1.2 mol 3.6 mol 2.4 mol
平衡 1.8 mol 2.4 mol 2.4 mol
(1)H2的转化率=3.6/6.0×100%=60%。
(2)N2的体积分数=×100%≈27.3%。
(8分)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。
(1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50 mol·L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率(α)是65 %。列式计算20℃时上述反应的平衡常数K = 。
(2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)实验测得该反应的ΔH =" +" 50.5 kJ·mol-1,活化能Ea = 90.4 kJ·mol-1。下列能量关系图合理的是 。
(4)结合ΔS推测该反应的在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
正确答案
(8分)(1)
减小
(3)D(4)较高
试题分析::(1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol•L-1时,实验测得20℃时的平衡转化率(α)是65%,
则(t-BuNO)22(t-BuNO)
开始 0.5 0
转化0.5×65% 0.5×65%×2
平衡0.5×(1-65%) 0.5×65%×2
K= =2.4(mol/L),故答案为:2.4mol/L;
(2)由三段法计算可知,K= ,温度不变,则K不变,则增大(t-BuNO)2的起始浓度为保证K不变,则转化率a应减小,20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9<2.4,保持(t-BuNO)2起始浓度相同时,由K=
,则转化率a应小于其在正庚烷溶剂中的平衡转化率,故答案为:减小;小于;
(3)由反应的△H=50.5kJ•mol-1,则该反应为吸热反应,则反应物的总能量应小于生成物的总能量,故BC错误;
再由△H=50.5kJ•mol-1,活化能Ea=90.4kJ•mol-1,则反应热的数值大于活化能的数值的一半,故D正确,故答案为:D;
(4)由反应可知,1mol反应物参加反应时生成2mol生成物,则△S>0,再由△H-T△S<0有利于该反应自发进行,
△H>0,则在较高温度下该反应能自发进行,故答案为:>;较高。
点评:本题考查学生利用化学平衡常数及化学平衡的三段法计算来分析解答,考查知识点较集中,注重对学生基础知识和技能的考查,并训练学生分析图象、画图象的能力。
(15分)A、B、C、D、E、W均为短周期元素,原子序数依次增大。回答下列问题:
(1)E单质为双原子分子,气体E的密度3.17g.L-1(标准状况),写出用石灰水吸收E反应的离子方程式: 。
(2)由A、B、D元素原子组成的化合物CH4和H2O在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 。将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),达到平衡时,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为 。
②图中的P1 P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为 。
③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”)。
(3)由A、C、D元素原子组成的化合物N2H4和H2O2 有广泛的用途。
①N2H4(肼)一空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的氢氧化钾溶液。电池放电时,负极的电极反应式为 。
②已知:16 g液态N2H4(肼)与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出320.75 KJ的热量。 H2O(1)=H2O(g) △H="+44" kJ·mol-1
2H2O2(1)=2H2O(1)+O2(g) △H=-196.4 kJ·mol-1
写出N2H4(肼)与氧气反应的热化学方程式为 。
正确答案
(1) 略(2分)
(2)① 0.0030mol·L-1·min-1(2分) ② <(2分); 2.25×10-4 (2分) ③减小(2分)
(3)①N2H4+4OH—→N2↑+4H2O+4e—(2分)
②N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1) △H=-621.1kJ·mol—1
或N2H4(1)+O2(g)=N2+2H2O(g)△H=-533.1kJ·mol—1(3分)
略
二氧化碳捕集、存储和转化是当今化学研究的热点问题之一。
(1)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2,发生反应:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g),该反应的ΔH 0,ΔS 0(选填“>”、“<”或“=”),在低温下,该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)CO2转化途径之一是利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其他化学品。你认为该方法需要解决的技术问题有 。
a.开发高效光催化剂
b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2发生催化转化
c.二氧化碳及水资源的供应
正确答案
(1)> > 不能 (2)ab
该反应是分解反应,且CO燃烧时放热,所以该反应为吸热反应,即ΔH>0,因气体的物质的量增多,所以ΔS>0。ΔG=ΔH-TΔS<0时,反应可自发进行,所以在低温下,该反应不能自发进行。
(6分)(1)某温度下,在一密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。分析有关数据,写出X、Y、Z反应的化学方程式 。
(2)某温度下,在另一密闭容器中充入2molX和3molY,然后按(1)中的化学方程式进行反应,当达到化学平衡时,测得Z的物质的量分数为25%,求平衡时X的转化率。
正确答案
(1)X+3Y2Z (用“=”不给分)(2分)
(2) X + 3Y2Z
起始量(mol) 2 3 0
转化量(mol) a 3a 2a
平衡量(mol) 2-a 3-3a 2a
所以有
解得a=0.5
所以其转化率是=25%。
(1)根据图像可知X和Y是反应物,Z是生成物,反应进行到2min是各种物质的物质的量不再发生变化,X、Y。Z物质的量的变化量分别为0.1mol、0.3mol、0.2mol,所以方程式为X+3Y2Z。
(2)可采用三段式进行计算。
某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)反应物为 和 ,生成物为
(2)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为 ;
(3)反应从开始至2min末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ,
(4)当反应进行了3 min,该反应是否达到平衡 (填是或否)
正确答案
(1)Y X Z (3分) (2)Y + 3X 2Z(2分)
(3)0.05 mol/(L·min) (2分)(4)是(1分)
由图可知,反应开始时,X、Y的量逐渐减小,而Z从0开始逐渐增多,但到2 min时,各物质的量不再改变,说明可逆反应此时达到了平衡状态。其中各物质的△n之比即方程式的系数比。
(14分)
氮可形成多种氧化物,如NO、NO2、N2O4等,NO2和N2O4可以相互转化。
(1)对反应2NO2(g) N2O4(g)△H=-57.2kJ·mol-1
①在温度为T1、 T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。T1 T2
(填“大于”、“小于”或“等于”);
②A、C两点气体的平均相对分子质量:A C(填“大于”、“小”或“等于”)
(2)在100℃时,将0.40mol的NO2气体充入2L的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
时间(s)
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n 4
n(N2O4)/mol
0.00
0.05
n 2
0.08
0.08
①在上述条件下,从反应开始直至20s时,二氧化氮的平均反应速率为 。
②该条件下平衡常数K的值为 。
③若其他条件不变,下列既能加快正反应速率又能提高NO2转化率的措施是
A.抽出N2O4 B.降低温度 C.加压 D.加入催化剂
④若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体,要达到上述同样的平衡状态,
N2O4的起始的物质的量是 。
⑤若其它条件不变,只将容器改为带活塞的恒压容器,
则平衡时N2O4的量 0.08mol。(填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
每空2分
(1)①小于 ②小于
(2)①0.0025 mol·L-1·S-1 ②2.78 ③ C
④ 0.20 mol (写成0.2mol 得1分) ⑤大于
略
(1)一定条件下,在体积为3 L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)。
根据题意和所给图像完成下列各题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K=________。
②升高温度,K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一定温度下,将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)。若容器体积固定为2 L,反应2 min时测得剩余0.6 mol B,C的浓度为0.4 mol·L-1。
请填写下列空白:
①x=________。
②平衡混合物中,C的体积分数为50%,则B的转化率是______________。
正确答案
(1)① ②减小
(2)①2 ②66.7%
(1)①化学平衡常数是在一定条件下的可逆反应中,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,所以根据反应的方程式可知,该反应的平衡常数表达式是K=。
②根据图像可知,温度越高,甲醇的含量越低。说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应,所以升高温度,K值减小。
(2) ①3A(g)+B(g)xC(g)
起始浓度(mol·L-1) 1.5 0.5 0
转化浓度(mol·L-1) 0.6 0.2 0.2x
2 min时浓度(mol·L-1) 0.9 0.3 0.2x
所以根据题意可知0.2x=0.4
所以x=2
②3A(g)+B(g)2C(g)
起始浓度(mol·L-1) 1.5 0.5 0
转化浓度(mol·L-1) 3y y 2y
平衡浓度(mol·L-1) 1.5-3y 0.5-y 2y
所以根据题意可知=0.5
解得y=1/3
所以B的转化率是1/3÷0.5×100%=66.67%
根据反应:mA(g) + nB(g)pC(g) △H,结合图中所给的信息填空。
(填“>”、“=”或“<”)
______
______
______
正确答案
> < >
试题分析:对比曲线T2P2和T1P2,相同压强条件下,曲线T1P2先达到平衡状态,故>
;对比曲线T1P1和T1P2,相同温度下,曲线T1P2先拐,即先达到平衡状态,故
<
;由曲线T1P1到曲线T1P2,增大压强,生成物C的体积分数增大,则反应正向进行,由增大压强,反应向气体分子数减小的方向移动,故
>
。
点评:化学平衡图像是化学平衡的一个重要知识点,历年高考经常考查,考生在备考过程中应学会分析图像。
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