[方法提示]
有关化学平衡的基本计算:
可逆反应mA+nB
pC+qD达到平衡时:
1用各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比.
即:
vA.∶vB.∶vC.∶vD.=m∶n∶p∶q
②各物质的变化量(变化浓度)之比等于化学方程式中相应化学计量数之比
③反应物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)-消耗量(或浓度)
生成物的平衡量(或浓度)=起始量(或浓度)+增加量(或浓度)
⑤阿伏加德罗定律的两个重要推论
⑥混合气体平均式量的计算(由A、B、C三种气体混合)
其中M(A)、M(B)、M(C)分别表示A、B、C的相对分子质量;a%、b%、c%分别表示这3种气体的体积(或质量)分数.
例4:
某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:
。
若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V,此时气体C的体积占40%,则下列判断正确的是()
A.原混合气体的体积为1.1V
B.原混合气体的体积为0.9V
C.反应达到平衡时,气体A消耗了0.2V
D.反应达到平衡时,气体B消耗了0.2V
[解析]本题可直接结合反应方程式和题中给出的条件计算,方程式的特征是反应掉的A的量就是总体积的减少量。
可由C直接求出气体A消耗了0.2V,所以总体积为1.2V,气体B消耗了0.4V。
[答案]C
[点评]本题可以改为考查某物质的转化率、体积分数的计算等等。
4.实战演练
一、选择题
1.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是:
()
A.工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气,以提高二氧化硫的转化率
B.合成氨工厂通常采用20MPa~50MPa压强,以提高原料的利用率;
C.在实验室里,可用碳酸钙粉末和稀硫酸制得二氧化碳气体;
D.实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气。
2.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)
已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol/L时,达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。
若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L,则平衡时H2的浓度(mol/L)是()
A.0.02 B.0.04C.0.08D.0.16
3.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是()
A.保持温度和容器体积不变,充入1molSO2(g)
B.保持温度和容器内压强不变,充入1molAr(g)
C.保持温度和容器内压强不变,充入1molO2(g)
D.保持温度和容器内压强不变,充入1molSO3(g)
4.右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)
Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。
若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是()
A.升高温度B.加催化剂
C.增大体积D.加大X的投入量
5.某温度下在密闭容器中发生如下反应:
2M(g)+N(g)
2G(g)若开始时只充入2molG(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增加20%,若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的转化率为()
A.20% B.40%C.60%D.80%
6.反应aX(g)+bY(g)
cZ(g);∆H<0(放热反应),在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下,产物Z的物质的量(nz)与反应时间(t)的关系如图所示.下列判断正确的是:
()
A.T1<T2,P1<P2,a+b<c
B.T1<T2,P1>P2,a+b<c
C.T1>T2,P1>P2,a+b>c
D.T1>T2,P1<P2,a+b>c
7.在一定温度下,密闭容器中可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)达到平衡的标志是()
A.C的生成速率与B的反应速率相等 B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB
C.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的浓度之比为1:
3:
2
8.在容积固定的密闭容器中存在如下反应:
A(g)+3B(g)
2C(g)该反应正反应为放热反应。
某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:
下列判断一定错误的是()
A.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高
B.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高
C.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高
D.图I研究的是压强对反应的影响,且乙的压强较高.
9.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:
2SO2+O2
2SO3,并达到平衡。
在这过程中,甲容器保持压强不变,乙容器保持体积不变,若甲容器中SO2的转化率为P%,则乙容器中SO2的转化率()
A.等于P%B.小于P%C.大于P%D.无法判断
10.在一定温度下,容器内某—反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图,下列表述中正确的是()
A.反应的化学方程式为:
2M
N
B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
11.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的是()
A.H2(g)+I2(g)
2HI(g) B.3H2(g)+N2(g)
2NH3(s)
C.2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)
2CO(g)
12.在两个恒容容器中有平衡体系:
A(g)
2B(g)和2A(g)
B(g),X1和X2分别是A转化率。
在温度不变情况下,均增加A的物质的量,下列判断正确的是:
()
A.X1降低,X2增大B.X1、X2均降低
C.X1增大,X2降低D.X1、X2均增大
13.在一定条件下,向5L密闭容器中充入2molA气体和1molB气体,发生可逆反应:
2A(g)+B(g)
2C(g),达到平衡时容器内B的物质的量浓度为0.1moL/L,则A的转化率为()
A.67% B.50%C.90%D.10%
14.在一定条件下发生反应:
2A(g)+2B(g)
xC(g)+2D(g),在2L密闭容器中,把4molA和2molB混合,2min后达到平衡时生成1.6molC,又测得反应速率VD=0.2mol/(L·min),下列说法正确的是:
()
A.B的转化率是20% B.平衡时A的物质的量为2.8mol
C.平衡时容器内气体压强比原来减小D.x=4
15.在下列平衡2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙红色)+H2O中,溶液介于黄和橙红色之间,今欲增加溶液的橙红色,则要在溶液中加入()
A.H+ B.OH-C.K+D.H2O
第Ⅱ卷(非选择题,共40分)
二、填空题(共24分。
把正确答案填写在题中的横线上,或按题目要求作答。
)
16.I.合成氨工业对化学的国防工业具有重要意义。
写出氨的两种重要用途
。
II.实验室制备氨气,下列方法中适宜选用的是。
①固态氯化铵加热分解②固体氢氧化钠中滴加浓氨水
③氯化铵溶液与氢氧化钠溶液共热④固态氯化铵与氢氧化钙混合加热
III.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如下装置(图中夹持装置均已略去)。
[实验操作]
①检查实验装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e。
在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。
打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气发生。
在F出口处收集氢气并检验其纯度。
②关闭弹簧夹c,放下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示。
氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭。
③用酒精灯加热反应管E,继续通氢气,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。
回答下列问题:
(1)检验氢气纯度的目的是。
(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象是,防止了实验装置中压强过大。
此时再打开弹簧夹b的原因是,C瓶内气体的成份是。
(3)在步骤③中,先加热铁触媒的原因是。
反应管E中发生反应的化学方程式是。
17.反应A(g)+B(g)C(g)在密闭容器中进行,△H<0(放热反应)。
若存在三种情况:
①200℃,无催化剂;②500℃无催化剂;③500℃有催化剂;情况①是曲线,情况②是曲线,情况③是曲线。
三、计算题(10分)
18.在固定容器的密闭容器中,有可逆反应nA(g)+mB(g)pC(g)处于平衡状态(已知n+m>p,△H>0既吸热反应)。
升高温度时c(B)/c(C)的比值,混合气体的密度;降温时,混合气体的平均式量;加入催化剂,气体的总物质的量;充入C,则A、B的物质的量。
19.恒温下,将amolN2与bmolH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
(1)某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值。
(2)若已知反应达平衡时,混合气体的体积为716.8L(标况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%。
计算平衡时NH3的物质的量。
(3)原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比(写出最简整数比,下同),n(始)∶n(平)=。
(4)原混合气体中,a∶b=。
(5)达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=。
(6)平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=。
参考答案
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
D
B
C
C
C
C
B
D
题号
11
12
13
14
15
答案
A
A
B
D
A
二、填空题:
16.I.制化肥、制硝酸II.②④III.
(1)排尽空气,避免爆炸,保证安全。
(2)锌粒与酸脱离尽量增大氢气的浓度以提高氮气的转化率N2H2(3)铁触媒在较高温度时活性增大,加快氨合成的反应速率N2+3H2
17.①a;②c;③b。
三、计算题:
18.减小,不变;减小;不变;增加。
19.⑴a=16⑵n平(NH3)=8mol⑶5∶4⑷2∶3⑸1∶2⑹3∶3∶2