10.反应X(g)+Y(g)
2Z(g)ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是
A.减小容器体积,平衡向右移动B.加入催化剂,Z的产率增大
C.增大c(X),X的转化率增大D.降低温度,Y的转化率增大
11.右图是关于反应A2(g)+3B2(g)
2C(g)(正反应为放热反应)
的平衡移动图形,影响平衡移动的原因是
A.升高温度,同时加压
B.降低温度,同时减压
C.增大反应物浓度,同时使用适宜的催化剂
D.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度
12.在一密闭容器中充入一定量的N2和O2,在电火花作用下发生反应N2+O2===2NO,经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L-1·s-1,则6s末NO的浓度为
A.1.2mol·L-1B.大于1.2mol·L-1
C.小于1.2mol·L-1D.不能确定
13.一定温度下,反应N2(g)+O2(g)==2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学反应速率的是
A.降低体系温度B.恒容,充入N2
C.恒容,充入HeD.恒压,充入He
14.一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示:
下列描述正确的是()
A.反应开始到10s,用Z表示的反应速率0.158mol/(L·s)
B.反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C.反应开始到10s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为:
X(g)+Y(g)
Z(g)
15.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量):
根据以上规律判断,下列
结论正确的是
A.反应Ⅰ:
△H>0,P2>P1
B.反应Ⅱ:
△H<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:
△H>0,T2<T1
D.反应Ⅳ:
△H<0,T2>T1
16.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。
由图可得出的正确结论是( )
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:
a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:
a~b段小于b~c段
17.有两只密闭容器A和B.A容器有一个可以移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容.起始时向这两个容器中分别充入等物质的量的体积比为2:
1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如图所示).
在保持400℃的条件下使之发生如下反应:
2SO2+O2
2SO3.试填写下列空格:
(1)A容器达到平衡时所需的时间比B容器 ;(填“短”、“长”或“相等”)平衡时A容器中SO2的转化率比B容器 ;(填“大”、“小”或“相等”)
(2)达到
(1)所述平衡后,若向两容器中通入数量不多的等物质的量的氩气,A容器中化学平衡 移动,B容器中化学平衡 ;(填“逆向”、“正向”或“不移动”)
(3)达到
(1)所述平衡后,若向两容器中通入等物质的量的原反应气体,达到平衡时,A容器的混合气体中SO3的体积分数 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同);B容器的混合气体中SO3的体积分数 .
18.
(1)在一定条件下,将1.00molN2(g)与3.00molH2(g)混合于一个10.0L密闭容器中,在不同温度下达到平衡时NH3(g)的平衡浓度如图所示。
其中温度为T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。
①当温度由T1变化到T2时,平衡常数关系K1K2(填“>”,“<”或“=”),
焓变△H0。
(填“>”或“<”)
②该反应在T1温度下5.00min达到平衡,这段时间内N2的化学反应速率为。
③T1温度下该反应的化学平衡常数K1=。
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g),此反应的△S0(填“>”或“<”)。
若已知:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=akJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=bkJ/mol
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)的△H=(用含a、b的式子表示)。
(3)科学家采用质子高导电性的SCY陶瓷(可传递H+)
实现了低温常压下高转化率的电化学合成氨,其实验原理示意图如图所示,
则阴极的电极反应式是。
19.研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJ·mol-1,
C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为。
(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。
写出该电池的负极反应式:
。
(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度
下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠKⅡ
(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
1molCO2、3molH2
amolCO2、bmolH2、
cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为。
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是。
a.容器中压强不变b.H2的体积分数不变c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图。
在其他条件不变时,请在右图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图
20.氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。
若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:
N2+3H2
2NH3。
该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.amolN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。
在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
30
压强/MPa
16.80
14.78
13.86
13.27
12.85
12.60
12.60
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=;该温度下平衡常数K=;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g)==NH2CO2NH4(s)△H=—l59.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ·mol-1
③H2O
(1)==H2O(g)△H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为aPa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。
(分压=总压×物质的量分数)
参考答案
1.D
解析:
A、前5min反应的平均速率v(N2O4)=△c/△t=0.9mol/L÷5min=0.18mol•(L•min)-1,故A错误;B、T1℃时反应②的化学平衡常数K=c(N2O4)/c2(NO2)=0.9÷1.52==0.4L/mol,故B错误;C、在该题中,不知道温度T1、T2的高低变化,所以无法判断反应②的吸放热情况,但是物质和氧气之间的化合反应大多是放热的,②也是放热的,故C错误;D、若起始时向该容器中充入3.6mol NO2和2.0mol N2O4,则Qc=0.31<K,所以反应正向进行,T1℃达到平衡时,
2NO2(g)⇌N2O4(g)
初始:
1.8 1.0
变化:
2x x
平衡:
1.8-2x 1.0+x
则(1.0+x)/(1.8−2x)2=0.4,解得x=0.1,即N2O4的转化率为10%,故D正确。
2.B
解析:
A、重铬酸根(Cr2O72-)和铬酸根(CrO42-)离子间存在如下平衡:
Cr2O72-(橙色)+H2O
2CrO42-(黄色)+2H+;滴加NaOH溶液,平衡正向移动,溶液颜色从橙色变成黄色,故A正确;B、CoCl2溶于浓盐酸中能形成CoCl42-。
放热水中片刻,由紫色变成了蓝色,故B错误;C.向血红色的Fe(SCN)3溶液中加入少量KI固体,铁离子与碘离子发生氧化还原反应,铁离子浓度减小,溶液颜色变浅,故C正确;D.用50mL针筒抽取30mL红棕色的NO2气体并封住注射孔,当用力推压活塞,增大压强,平衡向生成N2O4的方向移动,所以气体颜色变浅,故D正确。
3.C4.C5.D6.C7.D8.C9.D10.D11.D
12.C
解析:
N2+O2===2NO经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L-1·s-1,则NO反应速率为0.2mol·L-1·s-1.故前6sNO反应速率应为0.2mol·L-1·s-1,但随浓度降低反应逐渐减慢<0.2mol·L-1·s-1,故6s末NO的浓度小于1.2mol·L-1。
13.C14.C15.B16.D
17.解析:
(1)因A容器保持恒压,反应过程中体积变小,浓度增大,根据浓度越大,化学反应速率越快,到达平衡的时间越短,所以达到平衡所需时间A比B短,若A容器保持恒容,两容器建立的平衡等效,而实际上A容器体积减少,压强增大,平衡向正反应方向移动,所以A中SO2的转化率比B大。
(2)平衡后,若向两容器通入数量不多的等量氩气,A容器体积增大,压强不变,参加反应的气体产生的压强减少,平衡向逆反应方向移动,A容器体积不变,压强增大,参加反应的气体产生的压强不变,平衡不移动。
(3)向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中建立的平衡与原平衡等效,所以SO3的体积分数不变,B容器中建立的平衡相当于在原平衡的基础上增大压强,平衡正向移动,B容器中SO3的体积分数增大。
答案:
(1)短;大;
(2)向逆反应方向;不移动;
(3)不变;增大.点评:
本题考查化学平衡移动的判断,本题难度较大,注意等效平衡的理解和应用.
18.解析:
(1)①合成氨的反应方程式为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),观察图像可知升高温度氨气的物质的量浓度减小,说明升温平衡逆向移动,所以当温度由T1变化到T2时,平衡常数关系K1>K2,焓变△H<0。
②N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
起始物质的量(mol)130
转化的物质的量(mol)x3x2x
平衡时物质的量(mol)1-x3-3x2x
根据T1时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%得,
解得x=0.4,该反应在T1温度下5.00min达到平衡,这段时间内N2的化学反应速率为
=8.00×10—3mol/(L·min);
③平衡时N2、H2、NH3物质的量分别是:
1-0.4=0.6;3-1.2=1.8;0.8;T1温度下该反应的化学平衡常数K1=
18.3;
(2)2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g),气体的物质的量增大,此反应的△S>0
已知:
①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=akJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=bkJ/mol
根据盖斯定律:
①×2-②×3得2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g)△H=(2a-3b)kJ/mol;(3)根据阴极发生得电子的氧化反应:
N2+6e—+6H+=2NH3
答案:
(1)①>,<。
②8.00×10—3mol/(L·min)
③18.3L2/mol2或18.3(mol/L)—2
(2)>。
(2a-3b)kJ/mol。
(3)N2+6e—+6H+=2NH3
19.解析:
(1)Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol ①
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol ②
由①-②×3,得到热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
(2)烷燃料电池以KOH溶液为电解质溶液时,负极上是CO发生失电子的氧化反应,又因为电解质是KOH溶液,二氧化碳和氢氧化钾反应得到的是碳酸钾,即CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少,则一氧化碳和氢气的物质的量越多,根据K=c(CH3OH)/c(CO).c3(H2)知,平衡常数越小,故KⅠ>KⅡ;
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
初始:
1 3 0 0
平衡:
1-x 3-3x x x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,即(4-2x)÷4=0.8
解得x=0.4mol
依题意:
甲、乙为等同平衡,且起始时维持反应逆向进行,所以全部由生成物投料,c的物质的量为1mol,c的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol,所以c的物质的量为:
0.4<n(c)≤1mol.
③一定温度下,此反应在恒压容器中进行a.容器中压强不变,压强一直不变,故不合理;b.H2的体积分数不变,证明达平衡,正确;c.c(H2)=3c(CH3OH),浓度之比等于化学计量数之比,不能说明正逆反应速率相等;错误;d.容器中密度不变,说明达平衡;正确;e.2个C=O断裂(正反应速率)的同时有6个H-H断裂(正反应速率),无法判断是否平衡,错误。
(4)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
已知一定条件下,该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图。
在其他条件不变时,请在右图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图:
答案:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ·mol-1
(2)CO+4OH-―2e-=CO32-+2H2O
(3)①>②0.4<c≤1③bd
(4)
20.
(1)2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O
(2)BCE
(3)0.01mol/(L.min)2.37(mol/L)-2(4)2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=—87.0kJ·mol-1、2a/3<P[H2O(g)]≤a