- 化学生产过程中的基本问题
- 共1901题
在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)⇌2C(g)△H<0.t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、0~t1,反应正向进行,v正>v逆,t1~t2,反应到达平衡,v正=v逆,故A错误;
B、t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ,故B错误;
C、向密闭容器中加C,逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,说明和原平衡相同,符合图象,故C正确;
D、t2时刻改变条件后达到平衡逆反应速率不变,说明和原平衡等效,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I=Ⅱ,故D错误;
故选:C.
在相同温度下,体积均为1L的四个密闭容器中,保持温度和容积不变,以四种不同的投料方式进行反应.平衡时有关数据如下(已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1).
下列关系正确的是( )
正确答案
解析
解:A、甲容器起始时反应向正反应方向进行,而丙容器起始时反应向逆反应方向进行,虽然最后是等效平衡,但+=196.6,故A不正确;
B、若将甲容器扩大为原来的2倍,则达平衡时甲与乙容器的浓度相等,但放出的热量是乙的2倍,现将甲容器再恢复为原来的体积,即加压,平衡向正反应方向移动,则放热又增多,故有>2,同理有>2,故B正确;
C、丁中的O2可看作是在甲平衡后再充入1 mol O2,则平衡正向移动,放热增多,即有<,同时有<,故C不正确;
D、根据反应:
2SO2+O2=2SO3△=-196.6 kJ•mol-1
2 196.6
解得=98.3,由选项A解析可知,+=196.6,即98.3+=196.6,故D不正确.
故选B.
一定温度下,l mol X和n mol Y在体积为2L的密闭容器中发生如下反应:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)+M(s),5min后达到平衡,此时生成2a mol Z.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.M为纯固体,不能表示速率,故A错误;
B.随反应进行,反应混合气体的质量减小,混合气体的质量不变,说明到达平衡,故B正确;
C.因固体和纯液体改变它的物质的量并不会改变它的浓度,因此化学平衡并不移动,故C错误;
D.向上述平衡体系中再充入1molX,反应物的浓度增大,生成物的浓度不变,所以v(正)增大,v(逆)不变,平衡向正反应移动,故D错误;
故选B.
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1.一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示.下列叙述中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、此反应是放热反应,升高温度,平衡左移,导致甲醇的物质的量减少,二氧化碳的物质的量增大,所以使减小,故A错误;
B、反应达到平衡状态时,二氧化碳减少的物质的量浓度为(1.00-0.25)mol/L,所以其转化率==75%,故B正确;
C、3 min时,CH3OH和CO2的浓度相等,但是并没有达到平衡,所以速率不相等,故C错误;
D、从反应开始到平衡,二氧化碳的平均反应速率==0.075 mol•L-1•min-1,H2的平均反应速率υ(H2)=0.225mol•L-1•min-1,故D错误.
故选B.
密闭容器中进行如下反应:X2(g)+3Y2(g)⇌2Z(g),X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L,0.4mol/L当达到平衡时,下列数据肯定正确的是( )
正确答案
解析
解:若反应向正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
根据方程式 X2(气)+3Y2(气)⇌2Z(气),
开始(mol/L):0.2 0.6 0.4
变化(mol/L):0.2 0.6 0.4
平衡(mol/L):0 0 0.8
若反应逆正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
根据方程式 X2(气)+3Y2(气)⇌2Z(气),
开始(mol/L):0.2 0.6 0.4
变化(mol/L):0.2 0.6 0.4
平衡(mol/L):0.4 1.2 0
由于为可能反应,物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.4,0<c(Y2)<1.2,0<c(Z)<0.8.但是不会出现:X2为0.3 mol/L,Z为0.2 mol/L,消耗0.2mol/L的Z不会同时生成0.1mol/L的X2,
故选D.
在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
下列说法错误的是( )
正确答案
解析
解:A.反应达到平衡时,X的转化率为:=50%,故A正确;
B.根据反应速率之比等于浓度变化量之比等于化学计量数之比可知:△c(X):△c(Y):△c(Z):=0.05:0.15:0.1=1:3:2,则反应的方程式为X+3Y⇌2Z,K==
=1600(mol/L)-2,故B错误;
C.平衡常数只受温度的影响,压强改变时,化学平衡常数仍然不变,故C错误;
D.平衡常数只受温度的影响,温度改变时,化学平衡常数一定改变,故D正确.
故选BC.
根据如图填空.
(1)反应物是______,生成物是______.
(2)在2min内A、B、C三者的反应速率值各是______.
(3)该反应的化学方程式是______.
正确答案
AB
C
3mol•(L•min)-12mol•(L•min)-13mol•(L•min)-1
3A+2B⇌3C
解析
解:(1)图象分析可知AB浓度减小,C浓度增大,说明AB为反应物,C为生成物;
故答案为:A、B; C;
(2)图象分析A消耗浓度8mol/L-2mol/L=6mol/L,B消耗浓度=8mol/L-4mol/L=4mol/L,C生成浓度6mol/L,反应速率为:
v(A)==3mol•(L•min)-1,
v(B)==2mol•(L•min)-1,
v(C)==3mol•(L•min)-1;
故答案为:3 mol•(L•min)-1 2 mol•(L•min)-1 3 mol•(L•min)-1 ;
(3)图象分析A消耗浓度8mol/L-2mol/L=6mol/L,B消耗浓度=8mol/L-4mol/L=4mol/L,C生成浓度6mol/L,浓度之比等于物质的量之比,等于化学方程式计量数之比:n(A):n(B):n(C)=6:4:6=3:2:3,反应的化学方程式为:3A+2B⇌3C;
故答案为:3A+2B⇌3C;
某温度下在2L密闭容器中加入一定量A,发生以下化学反应:2A(g)═B(g)+C(g);△H=-48.25kJ•mol-1反应过程中B、A的浓度比与时间t有如图所示关系,若测得第15min时c(B)=1.6mol•L-1,下列结论正确的是( )
正确答案
解析
解:由图可知,15min时反应到达平衡,平衡时c(B)=1.6mol•L-1,=2,故平衡时c(A)=0.8mol/L;
A.浓度变化量之比等于化学计量数之比,故平衡时c(C)=c(B)=1.6mol•L-1,故平衡常数表达式k==
=4,故A错误;
B.浓度变化量之比等于化学计量数之比,故△c(A)=2c(B)=2×1.6mol•L-1=3.2mol•L-1,A的起始浓度为3.2mol•L-1+0.8mol/L=4mol/L,故A的初始物质的量为4mol/L×2L=8 mol,故B错误;
C.参加反应的A的物质的量为3.2mol/L×2L=6.4mol,故放出的热量为48.25kJ×=154.4kJ,故C错误;
D.反应达平衡时,c(B)=1.6mol•L-1,减小的A的浓度是3.2mol/L,A的变化浓度是0.8mol/L,平衡时c(A)=0.8mol/L,所以A的初始浓度是4.0mol/L,A的转化率为×100%=80%,故D正确;
故选D.
某密闭容器中发生如下反应:X(g)+3Y(g)≒2Z(g);△H<0,根据如图回答问题:t2--t3时改变的条件是______;t3--t4时改变的条件是______,t1、t4、t6三种平衡状态中,X的转化率最高的是______.
正确答案
解:t2--t3时改变的条件是使用催化剂;t3--t4时改变的条件是减小压强;t1、t4、t6三种平衡状态中,t2时刻,使用催化剂,平衡不移动,X的转化率不变,t3时刻,减小压强,平衡向逆反应移动,X的转化率降低,t5时刻,升高温度,平衡向逆反应移动,X的转化率继续降低,故在t1时刻X的转化率最高,故答案为:使用催化剂;减小压强;t1.
解析
解:t2--t3时改变的条件是使用催化剂;t3--t4时改变的条件是减小压强;t1、t4、t6三种平衡状态中,t2时刻,使用催化剂,平衡不移动,X的转化率不变,t3时刻,减小压强,平衡向逆反应移动,X的转化率降低,t5时刻,升高温度,平衡向逆反应移动,X的转化率继续降低,故在t1时刻X的转化率最高,故答案为:使用催化剂;减小压强;t1.
某化学反应2A(g) B(g)+D(g)在密闭容器中分别在下列四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0,反应物A的浓度(mol•L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)实验1中,在10~20min时间内,以A的速率表示的平均反应速率为______mol•L-1•min-1
(2)实验2中,A的初始浓度c2=______mol•L-1,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是______.
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3______v1(填“>”“=”或“<”),且c3______1.0mol•L-1(填“>”“=”或“<”).
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应的正反应是______反应(填“吸热”或“放热”),理由是______.
正确答案
0.013
1.0
使用催化剂
>
>
吸热
比较实验4与实验1,可看出升高温度,A的平衡浓度减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应
解析
解:(1)v==0.013mol/(L.min),故答案为 0.013;
(2)根据实验1、2数据分析,温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,且B、D起始浓度为0,所以两组实验中A的起始浓度相同为1.0mol•L-1 ;温度相同,达平衡后A的物质的量浓度相同,但达平衡时2组的时间较短,所以只能是加入催化剂,故答案为:1.0;催化剂;
(3)实验1、3比较,温度相同,10min-20min时,实验3的浓度减少量都大于实验1的,所以实验3的反应速率大于实验1的,即v3>v1;根据相同条件下,浓度对化学反应速率的影响判断,实验3的起始浓度大于实验1的,即c3>1.0mol•L-1,故答案为:>;>;(4)实验4与实验1比,温度升高,达平衡时A的平衡浓度减小;温度升高,化学平衡向吸热方向移动,所以正反应是吸热反应.
故答案为:吸热;比较实验4与实验1,可看出升高温度,A的平衡浓度减小,说明升高温度平衡向正反应方向移动,故正反应是吸热反应.
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