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文檔簡介
1、化學(xué)平衡1.(2018成都模擬)工業(yè)上采取下列方法消除NO2污染:CH4(g) + 2NO2(g) =N2(g) + CO2(g)+2H2O(g) 4I = 867 kJ mol 1,下列說法正確的是()A.冷卻使水液化可提高 NO2的平衡轉(zhuǎn)化率B.提高反應(yīng)溫度,平衡常數(shù)增大C.縮小容器的體積,逆反應(yīng)速率增大的程度比正反應(yīng)速率增大的程度小D .加入合適的催化劑可提高 NO2的平衡轉(zhuǎn)化率解析:選項(xiàng)A,減小生成物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,NO2的平衡轉(zhuǎn)化率增 大,正確;選項(xiàng)B,升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)減小,錯誤;選項(xiàng)C, 縮小容器體積相當(dāng)于加壓,平衡向逆反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)速率增大的程
2、度更大, 錯誤;選項(xiàng)D,使用催化劑對平衡的移動無影響,錯誤。答案:A2.在一定條件下,將3 mol A和1 mol B兩種氣體混合于固定容積為 2 L的密閉 容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g) + B(g) KxC(g) +2D(g)0 2 min末該反應(yīng)達(dá)到平 衡,生成0.8 mol D,并測得C的濃度為0.2 mol L1。下列判斷不正確的是()A.平衡常數(shù)約為0.15B. B的轉(zhuǎn)化率為40%C.從反應(yīng)開始至平衡,A的平均反應(yīng)速率為:c cII - 1.- 10. 3 mol L minD.若混合氣體的密度不變,則表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)解析:平衡時D的濃度是0.8 mol攵L=0. 4 mo
3、l 口1,則x : 2=0.2 : 0.4,故x=1。3A(g)+B(g) =C(g)+2D(g)起始濃度/(molL1)1.50.500轉(zhuǎn)化濃度 /(molL1)0.60.20.20.4平衡濃度 /(molL1)0.90.30.20.4將平衡時各物質(zhì)的濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式,計算得K約為0.15,選項(xiàng)A正確;B的轉(zhuǎn)化率是0.2 mol l- 1田.5 mol L1 X 100% = 40%,選項(xiàng)B正確;從反應(yīng)開始 至平衡,A的平均反應(yīng)速率是0.6 mol L1攵min = 0.3 mol L1 min 1,選項(xiàng)C正 確;各物質(zhì)均是氣體,總質(zhì)量不變,且容器體積一定,故無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡,混合
4、氣體的密度都是定值,選項(xiàng) D錯誤。答案:D3.將I2溶于KI溶液中,能配制成濃度較大的碘水,主要產(chǎn)是發(fā)生了反應(yīng):b(aq)+I (aq)13(aq)。該平衡體系中,I3的物質(zhì)的量濃度與溫度(T)的關(guān)系如圖所示(曲線上的任何一點(diǎn)都代表平衡狀態(tài))。下列說法正確的是()0;;:A 0、士*0 Ti 一VA.反應(yīng)速率:VM>VPB.平衡常數(shù):Kn<KpC. M、N兩點(diǎn)相比,M點(diǎn)的c(1)大D. Q點(diǎn)時,vQv逆解析:A中,溫度越高,反應(yīng)速率越大,Vm<Vp; B中,由題圖可知,升溫,C(l3) 減小,所以平衡常數(shù):Kn>Kp; C中,M、N兩點(diǎn)相比,M點(diǎn)溫度低于N點(diǎn)溫 度,升溫
5、,平衡左移,所以 M點(diǎn)的c(1)小。答案:D留II圖n/hiol4. (2018武漢模擬)固定容積為 2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng) xA(g) + yB(g) =zC(g),圖I表示在298 K時容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系,圖 R表示平衡常數(shù)K隨溫度T變化的關(guān)系。結(jié)合圖示判斷,下列結(jié)論正確的是()AH<0A .該反應(yīng)可表示為:2A(g)+B(g) C(g)B. 298 K時該反應(yīng)的平衡常數(shù) K = 6.25C.當(dāng)容器中氣體密度不再變化時,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)D.第6 min時,再向體系中充入0.4 mol C,重新達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)大于 0.25解析:根據(jù)圖I可知化學(xué)方程式為
6、2A(g) + B(g) =C(g),根據(jù)圖H可知,正反 應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以該反應(yīng)可表示為:2A(g) + B(g) =C(g) AH>0,A項(xiàng)錯誤; 圖I中5 min時達(dá)到化學(xué)平衡,平衡濃度分別為c(A)=笥,3=0.2 mol L1 ,c(B)0.2 mol = 0.1 mol L- 1, c(C) =0.2 mol= 0.1 molL 1, g0702=25, b 項(xiàng)錯誤;由p= m可知,m不變,V不變,則p是定值,因此當(dāng)容器中氣體密度不再變化時,該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài),C項(xiàng)錯誤;圖I中5 min時,C的體積分?jǐn)?shù)為0.2 mol 一-0.2 mol + 0.2 mol+ 0.4
7、mol0.25,6 min時反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,再充入0.4 molC,相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),會使原平衡正向移動,則 C的體積分?jǐn)?shù) 增大,D項(xiàng)正確。答案:D5. (2018石家莊模擬)同溫度下,體積均為1 L的兩個包容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):N2(g)+3H2(g) =2NH3(g) AH = 92.6 kJ mol 1。測得數(shù)據(jù)見下表:容器編號起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol達(dá)到平衡時體系能量的變化N2H2NH323027.78 kJ1.61.80.8Q卜列敘述不正確的是()A.容器、中反應(yīng)達(dá)平衡時壓強(qiáng)相等B.容器中反應(yīng)開始時丫正>丫逆C.容器中反應(yīng)達(dá)平衡時,吸收的熱量Q為9.2
8、6 kJD.若條件為“絕熱包容”,容器中反應(yīng)達(dá)平衡時n(NH3)<0.6 mol解析:A.由表中數(shù)據(jù)分析,、中的平衡是等效平衡,故 A正確;B.根據(jù)容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時能量的變化可知,該反應(yīng)中轉(zhuǎn)化的N2為康78J尸'92.6 kJ/mol0.3 mol,由三段式可得N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)起始(mol)轉(zhuǎn)化(mol)0.30.90.6平衡(mol)1.72.10.6容器的體積為1L,故平衡常數(shù)為:2(0.6 mol/L - “c、2K=3-3= 0.023(mol/L);1.7 mol/Lx 2.1 mol/L)')'2而容器中,0.8 mol/
9、L1.6 mol/L 義(1.8 mol/L)-2=0.069(mol/L), 0. 069> 0.023,故容器 中反應(yīng)逆向進(jìn)行,v正<v逆,B不正確;C容器中反 應(yīng)逆向進(jìn)行達(dá)到平衡,所以吸收熱量,和的平衡常數(shù)相等,故達(dá)平衡時生成 N2: 1.7 mol-1.6 mol=0.1 mol,吸收的熱量為 0.1 X92.6= 9.26(kJ),故 C 正確;D.條件為“絕熱包容”,容器中反應(yīng)正向進(jìn)行,反應(yīng)放熱,溫度會升高,平衡 會逆向移動,故達(dá)平衡時n(NH3)<0.6 mol, D正確。答案:B6.在1.0 L密閉容器中充入0.10 mol A(g), 一定溫度下發(fā)生如下反碼
10、1%應(yīng):A(g) B(g)+C(g) AH<0,反應(yīng)時間與容器內(nèi)氣體總監(jiān)彳丁壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示。則下列分析正確的是()|二 一021 t/minA. t2時反應(yīng)達(dá)到平衡,且t2=2t1B.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù) K=0.32 mol/LC .欲提高平衡體系中B的含量,可采取加入氣體A或降低體系溫度等措施D.平衡時再充入0.1 mol A,則A的轉(zhuǎn)化率增大解析:在包容的密閉容器中,氣體的物質(zhì)的量之比等于容器中氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)之比。分析反應(yīng)前后各物質(zhì)的量的變化:A(g) =B(g) + C(g)起始量(mol) 0.100變化量(mol) xxx平衡量(mol) 0.1 x x x0.
11、1 mol 0.5 kPa解得x=0.08一,0.1 x+ x+ x mol 0.9 kPaA.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率逐漸減小,則消耗相同物質(zhì)的 量時,耗用的時間增大,故t2>2t1,A錯誤;B.平衡氣體的總物質(zhì)的量n =0.1 molx0.9 kPa0.5 kPa= 0.18 mol,比反應(yīng)前增加了0.08 mol,即 0.08 mol A 發(fā)生了反0.08 mol/L X 0.08 mol/L0.02 mol/L應(yīng),產(chǎn)生B、C各0.08 mol,剩余0.02 mol A,平衡常數(shù)K= = 0.32 mol/L, B正確;C.該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的放熱反應(yīng)
12、,根 據(jù)平衡移動原理,欲提高平衡體系中B的含量,可降低溫度、減小壓強(qiáng)、減少A 或C的量等,C錯誤;D錯誤。答案:B7.在密閉容器中充入一定量的 NO2,發(fā)生反應(yīng)2NO2(g) i一N2O4(g) AH = 57 kJ mol 。在溫度為 Ti、T2 時,斗 一衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示。下一丁列說法正確的是():H建o p p7 pA. a、c兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:a>cB. a、b兩點(diǎn)NO2的轉(zhuǎn)化率:a<bC. a、c兩點(diǎn)氣體的顏色:a深,c淺D.由a點(diǎn)到b點(diǎn),可以用加熱的方法解析:a、c兩點(diǎn)都在等溫線上,c的壓強(qiáng)大,則a、c兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:a<c, A 錯
13、誤;a、b兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同,但溫度不同,a點(diǎn)二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)較大,說明 a 點(diǎn)NO2的轉(zhuǎn)化率較小,即a<b, B正確;NO2為紅棕色氣體,a、c兩點(diǎn)都在等溫 線上,c的壓強(qiáng)大,增大壓強(qiáng),容器的體積減小,c點(diǎn)時NO2的濃度大,混合氣體顏色深,C錯誤;升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動, NO2的體積分?jǐn)?shù)增大,a點(diǎn) 到b點(diǎn)二氧化氮體積分?jǐn)?shù)減少,說明是降低了溫度,所以不能用加熱的方法實(shí)現(xiàn) 由a點(diǎn)到b點(diǎn)的轉(zhuǎn)變,D錯誤。答案:B8. (2018牡丹江模擬)氨是一種重要的化工產(chǎn)品,是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以 及制造硝酸、俊鹽和純堿等的原料。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng)。在容積固定為2 L的密閉容器
14、 內(nèi)充入1 mol N2和3 mol H2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計)后在一定溫度、 壓強(qiáng)下開始反應(yīng),并用壓力計監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:反應(yīng)時間/min051015202530壓強(qiáng)/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60則從反應(yīng)開始到25 min時,以N2表示的平均反應(yīng)速率= ;該溫度下平衡常數(shù)K=< (2)利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,主要反應(yīng)如下:CO(g)+2H2(g) QCH30H(g) AH = 99 kJ mol 1CO2(g)+3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) AH = 58
15、 kJ mol 1 CO2(g)+H2(g) =C0(g)+H20(g) AH圖1中能正確反映、平衡常數(shù) K隨溫度變化關(guān)系的曲線是 ;反應(yīng)的 AH=kJ mol 1o(3)合成氣的組成nH2)= n(C0+C02)2.60時體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率民(COW溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。圖中的壓強(qiáng)p1、P2、P3由大到小的順序?yàn)?a (CO的溫度升高而減小,其原因是解析:(1)同一溫度下,容器中氣體壓強(qiáng)與總的物質(zhì)的量成正比,設(shè)平衡狀態(tài)時混合氣體的 總物質(zhì)的量為x,16.80MPa: 12.60 MPa = (1 + 3) mol : x, x =4 molx 12.60 MPa-,、門公上一一一&
16、quot;以出"日、,皿16 80 MPa =3 mol,設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的重為 y,則N2(g)+3H2(g) =2NH3(g)物質(zhì)的量減少1 mol2 mol(4 3)mol0.5 mol2 L X 25 min1 mol : 2 mol = y : (4 3)mol, 解得 y=0.5 mol。則從反應(yīng)開始到25 min時,以N2表示的平均反應(yīng)速率= 0.01 mol L1 min 1,平衡時,c(N2)=0.5 mol 江=0.25 molL1、c(H2) =(3 mol3X0.5 mol) 江=0.75 mol L1、c(NH3)= (0.5 molX2)N L =
17、0.5 mol L1,則化學(xué)平衡常數(shù) K=g既 ”3=2.37(mol L- 1) 200.25X 0.75由于、正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù) 減小,因此a正確。則根據(jù)蓋斯定律可知 -即得到反應(yīng)CO2(g)+H2(g) =CO(g)+H2O(g)的 AH = + 41 kJ mol 1。相同溫度下,由于反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn) 化率;而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生 CO的量不受壓強(qiáng)影響,故增大 壓強(qiáng)時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高,所以圖2中的壓強(qiáng)由大到小為p1>p2>p3;反 應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度時,平衡向左移動,使得體系中C
18、O的量增大;反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡向右移動,產(chǎn)生CO的量增大;因此最終結(jié)果是隨溫度升高, 使CO的轉(zhuǎn)化率降低。答案:(1)0. 01 mol L 1 min 1 -1 -22. 37(mol L 1)(2)a +41(3)p1>p2邛3反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,WCO)減小;反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡右移,MCO)也減小9. I .霧霾嚴(yán)重影響人們的生活,汽車尾氣排放是造成霧霾天氣的重要原因之一。 已知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應(yīng): f1-1N2(g)+O2(g) =2NO(g) AH1 = a kJ mol12NO(g) +O2(g) ;2NO2(g) AH2= b kJ
19、 mol1 1 CO(g)+2O2(g) =CO2(g) AH3=c kJm ol 1 2CO(g)+2NO(g) =N2(g)+2CO2(g) AH4請回答下列問題:(1)根據(jù)反應(yīng),確定反應(yīng)中AH4 =kJ mol10下列情況能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是 旗編號)。A .單位時間內(nèi)生成1 mol NO2的同時消耗了 1 mol NOB.在恒溫包容的容器中,混合氣體的密度保持不變C.混合氣體的顏色保持不變D.在恒溫恒壓的容器中,NO的體積分?jǐn)?shù)保持不變H .甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表 所
20、示:化學(xué)反應(yīng)平衡溫度/c常數(shù)500700800反應(yīng):2H2(g)+CO(g)CH30H(g)K1,2.50.340.15反應(yīng):H2(g) + CO2(g)H2O(g) + CO(g)K21.01.702.52反應(yīng):3H2(g) +CO2(g)CH30H(g)+H2O(g)K3請回答下列問題:反應(yīng)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)據(jù)反應(yīng)與可推導(dǎo)出Ki、K2與K3之間的關(guān)系,則K3 =州Ki、K2 表示)。(3)500 C時測得反應(yīng)在某時刻 H2(g)、CO2(g)、CH30H(g)、H2O(g)的濃度(mol L-1)分別為 0.8、0.1、0.3、0.15,則此時 v 正 v 逆(填“>”" = ”或“<"。)(4)反應(yīng)按照相同的物質(zhì)的量投料,測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng) 的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(填字母)。卷專3讀簿+君O口A.溫度:Tl>T2>T3B.正反應(yīng)速率:v(a)>v(c), v(b)>v(d)C.平衡常數(shù):K(a)> K(c), K(b) = K(d)解析:I .(1)根據(jù)蓋斯定律,X2 得2CO(g) +
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