- 化学生产过程中的基本问题
- 共1901题
在一定温度下,向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反应达到平衡时测得NH3的物质的量为0.6mol.若在该容器中开始时充入2.0molN2和6.0molH2,则平衡时NH3的物质的量为( )
正确答案
解析
解:为定容容器,则后者相当于是在前者的基础上增大压强,平衡向正反应方向移动,反应物转化率增大,平衡时氨气的物质的量大于1.2mol;
若为定压容器,两途径中氮气与氢气的物质的量之比相等为1:3,则两次平衡是等效的,反应物转化率相等,后者平衡时NH3的物质的量为1.2mol,
故选:C.
在某温度下,向一恒容密闭容器中加入一定量NH4I固体,发生如下两个反应:NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g) 平衡常数K1; 2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)平衡常数K2,平衡时测得容器中c(H2)=1mol/L,c(HI)=2mol/L.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:反应达到平衡时c(H2)=1mol/L,根据2HI(气)⇌H2(气)+I2(气)可知,HI分解的浓度为2×1mol/L=2mol/L,反应达到平衡时c(HI)=2mol/L,所以NH4I分解平衡时生成c(HI)=2mol/L+2mol/L=4mol/L,所以平衡时NH3的浓度 c(NH3)=4mol/L,所以K1=c(NH3)•c(HI)=2×4=8,K2==0.5,故选B.
一定温度下,某密闭容器中存在可逆反应:X⇌Y+Z,其化学反应速率随时间变化的图象如图所示,其中t1时刻达到平衡,t2时刻缩小容器体积,t3时刻重新达到平衡,下列有关说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在t2时刻缩小容器体积,增大了压强,由图象可知,正反应速率不变,逆反应速率增大,所以反应物X一定不是气体,故A正确;
B、在t2时刻,逆反应速率大于正反应速率,化学平衡向着逆向移动,故B错误;
C、在t2时刻缩小容器体积,增大了压强,由图象可知,逆反应速率增大,所以生成物Y和Z至少有一种是气体,故C正确;
D、由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数的表达式K仅是产物的浓度积,是定值,则t1时间段与t3时刻后气态物质的浓度相等,故D正确;
故选:B.
某温度时,在2L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)X的转化率是______
(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2分钟末,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=______,
(4)当反应进行到第______min,该反应达到平衡.若三种物质都是气体,平衡时Y所占体积的百分比为______.
正确答案
解:(1)由图象可以看出,×100%=30%,故答案为:30%;
(2)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为:X+3Y⇌2Z,
故答案为:X+3Y⇌2Z;
(3)v(Z)==0.05mol•(L•min)-1,故答案为:0.05mol•(L•min)-1.
(4)当反应进行到2min时,达到平衡状态,各组分的浓度不随时间的变化而变化,若三种物质都是气体,平衡时Y所占体积的百分比为×100%=50%,故答案为:2;50%.
解析
解:(1)由图象可以看出,×100%=30%,故答案为:30%;
(2)由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,且△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为:X+3Y⇌2Z,
故答案为:X+3Y⇌2Z;
(3)v(Z)==0.05mol•(L•min)-1,故答案为:0.05mol•(L•min)-1.
(4)当反应进行到2min时,达到平衡状态,各组分的浓度不随时间的变化而变化,若三种物质都是气体,平衡时Y所占体积的百分比为×100%=50%,故答案为:2;50%.
将CoCl2溶解于盐酸中可以形成CoCl42-,在溶液中存在下面的化学平衡:
Co2+(aq)+4Cl-(aq)⇌CoCl(aq)△H>0
粉红色 蓝色
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、温度变化对反应速率的影响是升高温度正逆反应速率增大,只是增大程度不同,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率增大;故A错误;
B、Co2+(aq)+4Cl-(aq)⇌CoCl(aq)△H>0,依据平衡常数的概念得到,K=
,故B正确;
C、反应是吸热反应,温度升高平衡正向进行,将盛有CoCl2和盐酸混合液的试管置于热水中,试管内溶液为蓝色,故C错误;
D、增大Cl-浓度,平衡向正反应方向移动,Co2+、浓度都减小,Cl-浓度增大,故D错误;
故选B.
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一.一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个容积为2L的恒容密闭容器中投料,其起始物质的量及含硫反应物的平衡转化率如表所示.下列判断中,正确的是( )
正确答案
解析
解:A、丁的投料总物质的量小于甲的投料,相当于在甲的基础上加压,平衡正向移动,所以丁中SO3的平衡转化率为α3<80%,故A错误;
B、根据甲容器条件下达到平衡时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)
初始浓度:0.2 0.12 0
变化浓度:0.16 0.08 0.16
平衡浓度:0.04 0.04 0.16
此时K==400,即平衡常数的值为400,故B正确;
C、丙的投料是甲的2倍,但是相当于在甲的基础上加压,加压,平衡会正向移动平衡时,所以丙中c(SO3)是甲中的2倍还要多,故C错误;
D、由甲、乙可知,二氧化硫的浓度相同,增加氧气的投料,氧气的转化率会减小,甲中O2的转化率大于乙中O2的转化率,故D错误;
故选B.
在一定条件下,使N2和H2在一密闭容器中进行反应,下列说法中不正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应开始反应物浓度最大,所以正反应速率最大,生成物浓度为0,所以逆反应速率为零,故A正确;
B、N2和H2反应是可逆反应,反应物不能完全转化,最后正逆速率相等不为0,故B错误;
C、随反应的进行,生成物浓度增大,所以逆反应速率逐渐增大,到达平衡速率不变,故C正确;
D、随反应的进行,反应物浓度减小,正反应速率逐渐减小,到达平衡速率不变,故D正确.
故选B.
向等浓度、等体积的a、b两份稀硫酸中分别加入过量的铁粉,同时向a中加入少量胆矾,下列各图表示产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系,其中正确的是( )
正确答案
解析
解:由题意可知,反应均发生Fe+2H+═Fe2++H2↑,Fe过量,则等浓度、等体积的稀硫酸完全反应,生成氢气相同,且a中加入少量胆矾,构成Cu、Fe原电池,加快反应的速率,所以a反应速率快,达到反应结束时的时间短,显然只有B图象符合,
故选B.
已知某温度下该反应的K=10,该温度下向某一容积为2L的恒容密闭容器中加入由0.2 mol H2、1.0 mol N2 和0.2mol NH3组成的混合气体,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是______(填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“恒定不变”).
正确答案
逐渐增大
解析
解:容积为2L的恒容密闭容器中加入由0.2 mol H2、1.0 mol N2 和0.2mol NH3则Qc==
=5<K=10,Qc<K,所以平衡正向进行,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是逐渐增大.
故答案为:逐渐增大.
(2015秋•黑龙江校级期末)相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.6kJ/mol.实验测得起始、平衡时的数据如表:下列叙述错误的是( )
正确答案
解析
解:A、平衡常数只与温度有关,相同温度下,体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生相同的反应,则平衡常数应相同,故A正确;
B、①容器中放出23.15kJ热量,则生成氨气的物质的量为:=0.5mol,利用三段式法计算:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=一92.6kJ/mol
起始:1mol 3mol 0
转化:0.25mol 0.75mol 0.5mol
平衡:0.75mol 2.25mol 0.5mol
平衡时,①容器中NH3的体积分数等于气体的物质的量分数=
,
从等效平衡的角度分析,0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3相当于1molN2、3molH2,在相同条件下处于相同平衡状态,所以平衡时两个容器内氨气的体积分数相等,故B正确;
C、②中含有0.2molNH3相当在①的基础上加入氨气,抑制平衡正向移动,则平衡时放出的热量小于23.15kJ,故C错误;
D、若容器①体积为0.5L,相当于在原来的基础上减小压强,平衡逆向移动,平衡时放出的热量小于23.15kJ,故D正确.
故选C.
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