- 化学生产过程中的基本问题
- 共1901题
已知:2X+Y⇌2Z,反应中ω(Z的物质的量分数)随温度T的变化如图所示.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:当可逆反应达到化学平衡状态时,产物Z的生成率最大,物质的量分数最大,所以T1时刻,化学反应达到了平衡状态.
A、T1时,化学反应达到了平衡状态,v正=v逆,故A错误;
B、当温度高于T1时,Z的物质的量分数逐渐减小,所以化学平衡逆向移动,即逆反应方向是吸热的,所以正反应是一个放热反应,即△H<0,故B正确;
C、温度越高,化学反应速率越大,b点温度高于a点,所以b的速率高于a点的速率,即va<vb,故C错误;
D、0-T1阶段是化学平衡的建立过程,反应开始向右不断进行,生成的Z的量越来越大,所以ω增大,故D错误.
故选B.
在相同温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表
上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是( )
正确答案
解析
解:假设丙、丁中的CO、H2O(g)全部转化为CO2、H2,再与甲、乙比较:
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
丙开始时 0mol 0mol anol anol
丙假设全转化 anol anol 0mol 0mol
丁开始时 amol 0mol amol amol
丁假设全转化 2amol amol 0mol 0mol
通过比较,甲、丙的数值一样,乙、丁的数值一样,且乙、丁的数值大于甲、丙的数值.
故选A.
(2014秋•如东县期末)800℃时在体积为1L恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g)CO和H2O(g)浓度变化如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、两边气体计量相等,容器中气体的压强始终不再改变,所以不能作平衡状态的标志,故A错误;
B、4 min后升高温度,CO和H2O(g)浓度也升高,平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,所以正反应是放热反应,则△H<0,故B正确;
C、800℃时只改变CO和H2O(g)起始投料,分别达平衡,相当改变压强,两边气体计量数相等,所以平衡不移动,所以CO的转化率与H2O(g)的转化率之和不变,故C正确;
D、由图可知,平衡时CO的浓度为0.08mol/L,则:
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)
开始(mol/L):0.2 0.3 0 0
变化(mol/L):0.12 0.12 0.12 0.12
变化(mol/L):0.08 0.18 0.12 0.12
故平衡常数k==1,Qc=
=1.33>K,所以平衡逆向移动,故D错误;
故选BC.
如图是温度和压强对X+Y⇌2Z反应影响的示意图.图中横坐标表示平衡混合气
体中Z的体积分数.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.增大压强Z的体积分数减小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,说明气体反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数,则X和Y中只有一种为气态,Z为气态,故A正确;
B.增大压强Z的体积分数减小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,说明气体反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数,则X、Y中至少有一种不是气体,故B错误;
C.升高温度Z的体积分数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,则正反应吸热反应,故C错误;
D.正反应吸热,则逆反应放热,所以△H<0,故D错误;
故选A.
在固定体积容器中通入2mol A与1mol B气体,一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)═3C(g)△H<0,达到平衡后,改变一个条件(x),如表量(y)一定符合图中曲线的是( )
正确答案
解析
解:由图可知,y随着x的增大而增大,
A、由于反应2A(g)+B(g)═3C(g)是前后体积不变且放热的反应,所以降低温度平衡正向移动,A的体积分数增大减小,故A错误;
B、反应是在容积不变的容器中进行,反应前后气体质量守恒,所以密度始终不变,故B错误;
C、A、B均为反应物,增加A会提高B的转化率,故C正确;
D、将加入的C折算成A和B,与起始加入的A和B之比是相等的,由于该反应为体积不变的反应,压强对平衡不影响,所以再加入C,A的体积分数不变,故D错误;
故选C.
某温度下,向1L密闭容器中加入3mol A和2mol B发生反应:3A(g)+2B(l)═2C(g)+2D(g).5min后达到平衡,平衡时测得n(D)=1.8mol.下列说法错误的是( )
正确答案
解析
A.平衡常数为平衡时生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积比值,纯固体纯液体浓度为定值1,不写入平衡常数表达式,A正确;
B.反应前后气体体积不等,从正反应方向开始,建立平衡过程气体物质的量增大,压强增大,达平衡后不再变化,故压强不再变化时可说明达平衡状态,B正确;
C.对该反应列三段式数据得:
3A(g)+2B(l)═2C(g)+2D(g)
起始物质的量:3 2 0 0
变化物质的量:2.7 1.8 1.8 1.8
平衡物质的量:0.3 0.2 1.8 1.8
故A的转化率=×100%=90%,C正确;
D.因为B为纯液体,增加B的量对速率和平衡没有影响,D错误.
故选:D
(2013秋•无锡月考)一定温度下,4个容积均为1L的容器中,分别进行反应[各容器中的C(s)都为足量]:
C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ•mol-1
在某时刻,测得有关物质的浓度(单位:mol•L-1)及正、逆反应速率的关系如下表:
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据容器Ⅰ可知该反应的平衡常数K==1,令平衡时H2的物质的量为x,由方程式可知,平衡时CO的物质的量为(0.50+x)mol,H2O的物质的量为(0.16-x)mol,根据平衡常数可K=
=1,解得x=0.1,根据热化学方程式可知反应吸收的热量为131.3kJ/mol×0.1mol=13.13kJ,故A错误;
B.容器Ⅳ中该时刻v(正)=v(逆),反应达平衡状态,令H2的浓度为cmol/L,根据平衡常数K=1,解得c=0.4,将平衡时Ⅰ、Ⅳ中的物质混合于容积为1L的容器中,c(H2O)==0.09mol/L,c(CO)=
=0.45mol/L,c(H2)=
=0.25mol/L,浓度商Qc=
=1.25≠1,故反应不平衡,故B错误;
C.根据容器Ⅰ可知该反应的平衡常数k=1,t2时容器Ⅱ中的浓度商Qc==2,大于平衡常数k=1,平衡向逆反应移动,v(正)<v(逆),故C正确;
D.容器Ⅳ中该时刻v(正)=v(逆),反应达平衡状态,令H2的浓度为cmol/L,根据平衡常数K=1,解得c=0.4,故D错误.
故选:C
在2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g).图甲表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化,图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A):n(B)的变化关系.则下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:由图甲可知,反应中A、B、C的物质的量的变化量为0.4:0.2:0.2=2:1:1,根据反应中计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比可知,该反应方程式为:2A(g)+B(g)⇌C(g),
A、根据v=可知v(B)=
mol•L-1•min-1=0.02mol•L-1•min-1,故A错误;
B、由图可知平衡时A、B、C的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol,所以它们的浓度分别为:0.2mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L,结合化学方程式2A(g)+B(g)⇌C(g),可知该反应的平衡常数为 L2/mol2=25 L2/mol2,故B正确;
C、根据图乙可知,升高温度,C的体积分数增大,平衡正向移动,所以正反应为吸热反应,所以升高温度平衡正向移动,同时反应速率增大,故C错误;
D、根据图乙可知,升高温度,C的体积分数增大,平衡正向移动,所以正反应为吸热反应,△H>0;当投入的反应物的物质的量之比等于化学反应中计量数之比时,平衡时C的体积分数达最大值,根据化学方程式2A(g)+B(g)⇌C(g),可知a=2,故D错误;
故选B.
将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合,发生如下反应:aA+bB⇌cC(s)+dD,当反应进行一定时间后,测得A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了1.5n mol,D增加了n mol,此时达到化学平衡:
请回答下列问题:
(1)该化学方程式中各物质的化学计量数为:a=______;b=______;
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,但平衡不发生移动,该反应中下列物质的聚集状态为:
A______;B______;D______;
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,则该反应为______反应(填“放热”或“吸热”).
正确答案
解:(1)反应一段时间后:A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了1.5n mol,D增加了n mol,则a:b:c:d=n:0.5n:1.5n:n=2:1:3:2,所以该反应方程式为:2A+1B⇌3C(s)+2D,即a=2,b=1,
故答案为:2;1;
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,说明四种物质中一定有气体参加反应,而平衡不发生移动,说明反应气体气体的体积相等,由于C为固态,则D一定为气态,所以A一定为气态,B为固态或液体,
故答案为:气态;固态或液态;气态;
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,说明升高温度,平衡向着逆向移动,即逆反应为吸热反应,则该反应为放热反应,故答案为:放热.
解析
解:(1)反应一段时间后:A减少了n mol,B减少了0.5n mol,C增加了1.5n mol,D增加了n mol,则a:b:c:d=n:0.5n:1.5n:n=2:1:3:2,所以该反应方程式为:2A+1B⇌3C(s)+2D,即a=2,b=1,
故答案为:2;1;
(2)若只改变压强,反应速率发生变化,说明四种物质中一定有气体参加反应,而平衡不发生移动,说明反应气体气体的体积相等,由于C为固态,则D一定为气态,所以A一定为气态,B为固态或液体,
故答案为:气态;固态或液态;气态;
(3)若只升高温度,反应一段时间后,测知四种物质其物质的量又达到相等,说明升高温度,平衡向着逆向移动,即逆反应为吸热反应,则该反应为放热反应,故答案为:放热.
已知(HF)2(g)⇌2HF(g),△H>0且平衡体系的总质量【m(总)】与总物质的量【n总】之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、根据平衡体系的总质量【m(总)】与总物质的量【n总】之比为混合气体平均摩尔质量,反应是吸热反应,升温平衡正向进行,气体物质的量增大,总质量【m(总)】与总物质的量【n总】之比减小,T1>T2,故A错误;
B、平衡常数随温度变化,不随压强变化,温度越高,平衡正向进行,平衡常数增大,平衡常数:K(a)=K(c)<K(b),故B错误;
C、分析判断可知T1>T2,温度越高反应速率越快,反应速率:Vb>Va,故C正确;
D、n(HF):n[(HF)2]=2:1,当=
=26.7g/mol,故D错误;
故选C.
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