- 化学平衡
- 共20016题
(7分)现将0.40 mol A气体和0.20 mol B气体充入10 L的密闭容器中,在一定条件下使其发生反应生成气体C,其物质的量的变化如图:
(1)若t1=10 min,则0至t1时间内C物质的平均反应速率为____________;该反应在t2时达到平衡,其化学方程式为__________________________。
(2)据图中曲线变化情况分析,t1时刻改变的反应条件可能是_____ ___。
正确答案
(7分)
(1) 1.0×10-3mol·L-1·min-1(2分)3A(g)+B(g) 2C(g) (2分)
(2) AD (3分)
(1)V="0.1" mol/10L/10min=1.0×10-3mol·L-1·min-1 在这一段时间里面,A和B减少的量分别是0.15 mol和0.05 mol,C增加的量是0.1 mol,所以A、B、C的化学计量数只比是3:1:2,由此可知化学方程式是3A(g)+B(g) 2C(g)
(2)t1到t2这一段时间内,图像表示为反应速率增大,且化学平衡正向移动了,AD符合此条件;B使反应速率降低,错误;C选项充入C使反应逆向移动了,C错误。
高炉炼铁中发生的基本反应之一为:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH>0,已知1 373 K时K=0.263。
(1)该反应的平衡常数表达式为 。
(2)温度升高,化学平衡移动后,平衡常数K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)1 373 K时测得高炉中c(CO2)="0.025" mol/L,c(CO)="0.1" mol/L,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态 (填“是”或“否”)。此时,化学反应速率v(正) v(逆)(填“大于”、“等于”或“小于”),其原因是 。
正确答案
(1)K=c(CO2)/c(CO) (2)增大
(3)否 大于
因为Qc=c(CO2)/c(CO)="0.025" mol/L/0.1 mol/L=0.25<0.263,故平衡向右移动,v(正)>v(逆)
(1)根据反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)可知,该反应的平衡常数表达式为K=c(CO2)/c(CO)。
(2)因为正反应为吸热反应,升高温度,平衡常数增大。
(3)Qc=c(CO2)/c(CO)="0.025" mol/L/0.1 mol/L=0.25<0.263,所以反应没有达到平衡,反应向正反应方向移动,正反应速率大于逆反应速率。
2012年冬季,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注,其中NOx、CO、SO2是主要污染性气体。
I.汽车内燃机工作时发生的反应是导致汽车尾 气中含有NO的重要原因之一。
(1)有人欲选用合适的催化剂,使反应2NO(g)=N2(g)+O2(g)能较快进行以达到除去NO的目的。你认为该反应能否自发进行 (填“能”或“不能”)。
(2)利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体,相关反应的平衡常数可表示为
,此反应为放热反应。在一定温度下,10L某密闭容器中发生上述反应,各物质的物质的量的变化情况如下表
①根据土表数据计算0~4s间用NO表示的平均速率v(NO)= ;达到化学平衡时两种反应物的转化率是否相等 (填“相等”或“不相等”)。
②在5~6s时,若K增大,5s后正反应速率 (填“增大”或“减小”)
③在5~6s时,若K不变,以上各物质的物质的量变化原因可能是 。
A.选用更有效的催化剂 B.缩小容器的体积
C.降低CO2浓度 D.升高温度
II为探究硫在氧气中燃烧的产物里是否有SO3,某化学兴趣小组在绝热环境下进行了定量实验探究。探究实验的相关数据如下
(3)对数据进行分析可知,等质量的硫在纯氧中燃烧产生的SO3比在空气中燃烧产生的SO3 (填“多”或“少”),原因可能是 。
A.纯氧中氧气浓度高,有利于化学平衡向右移动
B.化学反应
C.纯氧中氧气浓度高,单位时间内发热量大,致使反应体系的温度较高,不利于化学平衡
向右移动
D.3g硫在纯氧中燃烧比3g硫在空气中燃烧放出的热量多,不利于化学平衡
向右移动
正确答案
(14分)
能 (2分)
①0.0225mol·L-1·s-1(2分);不相等(2分)
②减小(2分)
③BC(2分)
(3)少(2分);BC(2分)
试题分析:
(1)该反应是放热反应,能自发进行。
(2)①v(NO)=△c/△t=0.0225mol·L-1·s-1;两物质的起始量不同,转化量相同,所以转化率不同。
②该反应是放热反应,只有温度下降才能使K增大,温度下降v减小。
③分析数据,平衡应该正向移动,A.使用催化剂不改变平衡,错误;D.升高温度,K改变,错误。
(3)对数据进行分析可知,等质量的硫在纯氧中燃烧产生的SO3比在空气中燃烧产生的SO3少,用BC项内容可以解释。
在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下发生以下反应:
2A(g)+B(g)3C(g)。
已知加入1 mol A和2 mol B且达到平衡后,生成了a mol C。
(1)达到平衡时,C在反应混合气中的体积分数是______(用含a的代数式表示)。
(2)在相同的实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A 和4 mol B,达到平衡后,C的物质的量为______mol(用含a的代数式表示)。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入2 mol A和5 mol B,若要求平衡后C在反应混合气中的体积分数仍与原平衡相同,则还应加入________ mol C。
正确答案
(1)a/3 (2)2a 不变 (3)1
试题分析:(1)根据方程式可知,反应前后体积是不变的,所以达到平衡时,C在反应混合气中的体积分数是。
(2)由于反应前后体积是不变,所以在同一容器中改为加入2 mol A 和4 mol B时平衡是等效的,所以达到平衡后,C的物质的量为2amol,此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比不变。
(3)由于反应前后体积是不变,所以要满足平衡等效,则最初的投料比是相同的。设C的物质的量为xmol,则转化成A和B的物质的量分别为2X/3和X/3,则有(2+2x/3):(5+x/3)=1:2,解得x=1mol。
点评:该题是中等难度的试题,试题注重基础,侧重能力的考查和训练。该题的关键是明确等效平衡的判断依据,然后结合题意灵活运用、分析判断即可,有利于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力。
(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:
(5)已知:2H2 (g) + O2 (g) ="=" 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。
(6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用
200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示) 。
正确答案
(1)小于(答“<”不扣分) (2)80 (3)1 (4)a
(5)2CO(g) + O2(g) ="==" 2CO2(g) △H =" -566" kJ/mol
(6)3CO2 + 5OH- ="==" 2CO32- + HCO3- + 2H2O
试题分析:(1)该反应是放热反应,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量小于生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,放出热量为32.8 kJ,因为1molCO完全转化时放出热量是41 kJ,说明转化的CO为32.8/41=0.8,即CO的转化率为80%。
(3)因为温度没有变化,容器②与容器①中反应的平衡常数完全一样,容器①中反应的平衡常数为,即容器②中K=1。
(4)因为两个平衡的温度相同,加入的量成比例,达到平衡时各物质的量也成比例增加,两容器中H2的体积分数相等;容器②中反应达平衡状态时,放出的热量是容器①的2倍,Q ="65.6" kJ;容器②的浓度大,化学反应速率要大;容器①中,反应的化学反应速率应该是。
(5)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g);△H=-41 kJ/mol为①,2H2 (g) + O2 (g) ="=" 2H2O (g);ΔH=-484 kJ/mol为②,①×2+②即可以达到方程式2CO(g) + O2(g) ="==" 2CO2(g);△H =" -566" kJ/mol。
(6)CO2的物质的量为0.6 mol,1 mol的NaOH溶液与其完全反应,则产物有CO32-、 HCO3-。根据反应物的物质的量之比可以写出方程式为3CO2 + 5OH- ="==" 2CO32- + HCO3- + 2H2O。
点评:本题以制取氢气为载体,着重考查化学反应速率、化学平衡及热化学方程式等理论知识,综合性较强,属于难度较大的习题。
(12分)在容积为5L的密闭容器中,通入5 mol N2和8 mol H2,在一定条件下反应生成NH3,当反应进行到2 min时,测得容器内有4 mol NH3。则:
(1)2 min时,容器内n(N2)== ,c(H2)== 。
(2)2 min内,以N2表示的平均反应速率v(N2)== 。
(3)2 min时,容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为:
正确答案
(1)3 mol;0.4mol·l-1(各3分)
(2)0。2mol·L-1·min-1(3分)
(3)9:13(3分)
考查可逆反应的有关计算。在可逆反应的计算中往往采用三段式进行列式计算,即根据反应式分别列出起始量、转化量和平衡(或某时刻)量,然后根据已知条件列式即可。
N2 + 3H22NH3
起始量(mol) 5 8 0
转化量(mol) 2 6 4
2min后(mol) 3 2 4
所以2min时容器内氮气的物质的量为3mol
氢气的浓度为
以N2表示的平均反应速率v(N2)=
容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比
(9分)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K= ,△H 0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。则6s时c(A)= mol·L-1, C的物质的量为 mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为 ,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为 ;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为 。
正确答案
:(1);<;(2)0.022;0.09;80%;80%;(3)c;(4)2.5。
:(1)根据反应方程式,可知其平衡常数表达式为:;由于平衡常随温度的升高而降低,故△H<0;(2)由于到6s时用A表示的反应速率已知,由v(A)可求出此时间段内:△c(A)=0.018mol/L,故到6s时(A)=0.022mol/L;△c(C)=0.018mol/L,反应容器容积为5L,故此时C的物质的量为:0.09mol;根据方程式:A(g)+B(g)
C(g)+D(g),设到平衡时,A物质的浓度变化为x,
起始:0.04 0.16 0 0
变化: x x x x
平衡:0.04-x 0.16-x x x,根据平衡常数,可知(0.04-x)(0.16-x)=x2,可求出x=0.032,故A的转化率为0.032/0.04=80%;充入1 mol氩气时,A的转化率不变,仍为80%;(3)根据反应特点,反应前后气体体积不变,故压强一直不随时间改变,排除a;容器的容积一直不变,故气体的密度不随时间改变,排除b;单位时间里生成C和D的物质的量一直相等,排除d;选c;(4)条件相同时,逆反应的平衡常数等于原反应的倒数,故为2.5。
【考点定位】此题综合考查化学反应速率和化学平衡知识。
已知可逆反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH<0。请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)="1" mol/L,c(B)="2.4" mol/L,达到平衡时,A的转化率为60%,此时B的转化率为 。
(2)若反应温度降低,则B的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(A)="4" mol·L-1,c(B)=" a" mol·L-1,达到平衡后c(C)="2" mol·L-1,则a= 。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(A)="c(B)=b" mol/L,达到平衡后c(D)= 。(保留两位有效数字)
正确答案
(1)25% (2)增大 (3)6 (4)0.41b mol/L
(1)根据A的转化率可知,转化A的浓度为0.6 mol·L-1,转化B的浓度也为0.6 mol·L-1,B的转化率为0.6 mol·L-1/2.4 mol·L-1×100%=25%。
(2)因为正反应为放热反应,所以降低温度,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大。
(3)根据平衡时C的浓度可知,达到平衡时A、B、C、D的物质的浓度分别为2 mol·L-1、(a-2) mol·L-1、2 mol·L-1、2 mol·L-1,根据(1)可知此温度下的平衡常数为K=(0.6×0.6)/(0.4×1.8)=0.5,所以2×2/[2×(a-2)]=0.5,解得a=6。
(4)设达到平衡后c(D)=x,
则 A(g)+B(g)C(g)+D(g)
起始mol/L b b 0 0
平衡mol/L b-x b-x x x
则K=
解得x≈0.41b mol/L
I、如下图所示,在容器A中装有20℃的水50 mL,容器B中装有1 mol/L的盐
酸50 mL,试管C、D相连通,且其中装有红棕色NO2和无色N2O4的混合气体,并处于下列平
衡:2NO2N2O4 ΔH=-57 kJ/mol,
当向A中加入50 gNH4NO3晶体使之溶解;向B中加入2 g苛性钠时:
(1)C中的气体颜色__________; (填“变浅”或“变深”)。
(2)若25℃时,起始时仅有NO2气体,达到平衡时,c(NO2)=0.012 5 mol/L,c(N2O4)=
0.0321mol/L,则NO2的起始浓度为__________,NO2的转化率为__________。
Ⅱ. 在三支容积均为30cm3针筒中分别抽入10cm3NO2气体,将针筒前端封闭。
(1)将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处,此时气体的颜色变深,一段时间后气体颜色又变浅了,但仍比第一支针筒气体的颜色深。
① 推进针筒后颜色变深的原因是 ;
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是
③ 在此过程中,该反应的化学平衡常数将 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)NO2的转化率将 。
正确答案
I.(1)变浅 (2)0.0767 mol/L 83.7%
Ⅱ.(1)①气体的体积减小,NO2浓度增大,气体的颜色加深
②增大压强,减小气体的体积,平衡向正反应方向移动 ③不变 增大
试题分析:I.(1)硝酸铵溶于水吸热,且该反应的正反应是放热反应,所以C中平衡向正反应方向移动,颜色变浅。
(2)达到平衡时,c(NO2)=0.012 5 mol/L,c(N2O4)=0.032 1 mol/L,则消耗NO2的浓度是0.032 1 mol/L×2=0.0642 mol/L,所以NO2的起始浓度是0.012 5 mol/L+0.0642 mol/L=0.0767 mol/L。则NO2的转化率为。
Ⅱ.(1)①气体的体积减小,因此NO2浓度增大,所以气体的颜色加深。
②增大压强,减小气体的体积,平衡向正反应方向移动,因此一段时间后气体颜色又变浅。
③平衡常数只与温度有关系,所以改变压强,平衡常数不变;平衡向正反应方向移动,所以反应物的转化率增大。
点评:该题是中等难度的试题,试题注重基础,侧重能力的考查和训练。该题有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力,有助于培养学生分析问题、解决问题的能力。
(10分))对于A+2B(气)nC(气)在一定条件下达到平衡后,改变下列条件,请回答:
(1)A量的增加或减少,平衡不移动,则A为______态。
(2)增压,平衡不移动,当n=2时,A的状态为________;当n=3时,A的状态为______。
(3)若A为固体,增大压强,C的组分含量减少,则____。
(4)升温,平衡向右移动,则该反应的逆反应为________反应。
正确答案
(1)固或液 (2)固或液 气 (3)n≥3 (4)放热
考查外界条件对化学平衡的影响。
(1)A量的增加或减少,平衡不移动,则A一定是固态或液态。
(2)增压,平衡不移动,说明反应前后体积是不变的。当n=2时,A的状态一定是固态或液态。
(3)若A为固体,增大压强,C的组分含量减少,说明增大压强,平衡向逆反应方向进行,因此n≥3。
(4)升温,平衡向右移动,则正反应一定是吸热反应,所以逆反应就一定是放热反应。
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