中学化学竞赛试题资源库平衡常数Word文件下载.docx
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{c(D)}/{c(A)}2·
{c(B)}3。
现往1L的容器中通入CO2、H2各2mol。
在一定条件下让其发生反应:
CO2+H2
CO+H2O,回答下列问题:
(1)在830℃条件下,反应达到平衡时CO2的浓度为1mol/L。
该条件下平衡常数K1。
(2)在
(1)基础上,把体系的温度降至800℃。
已知该条件下的平衡常数K2=0.81,可以推知平衡时c(H2O)=(保留2位有效数字)。
(3)该可逆反应的正反应为反应(填吸热或放热)。
(4)在
(1)基础上,压缩容器体积至0.5L。
该条件下的平衡常数为K3。
则K3K1(填“大于”“等于”“小于”)。
理由是。
.密闭容器中加入气体A,其反应2A(g)
B(g)+nC(g)-Q。
在一定条件下达到平衡,其中压强增大y%,A的分解率为y%。
n=;
该反应的压力平衡常数表示式是;
升高温度,A的分解率是____(填增大或减小)。
.在一定条件下,反应xA+Yb
zC达到平衡:
(1)若A、B、C均为气体,则该反应的平衡常数表达式为_______________________;
(2)若A、B、C均为气体,减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z间的关系是___________;
(3)已知C是气体,且x+y=z,在增大压强时,若平衡发生移动,则一定向________(填“正”或“逆”)反应方向移动;
(4)已知B、C是气体,当其他条件不变时,增大A的物质的量,平衡不移动,则A为________态;
(5)加热后C的质量分数减少,则正反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
升高温度达到新的平衡后,该反应的平衡常数将变__________(填“大”或“小”)。
.钾是—种活泼的金属,工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。
该反应为:
Na(l)+KCl(l)
NaCl(l)+K(g)(正反应吸热)
压强(kPa)
13.33
53.32
101.3
K的沸点(℃)
590
710
770
Na的沸点(℃)
700
830
890
KCl的沸点(℃)
1437
NaCl的沸点(℃)
1465
该反应的平衡常数可表示为:
K=C(K),各物质的沸点与压强的关系见上表。
(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为,而反应的最高温度应低于。
(2)在制取钾的过程中,为了提高原料的转化率可以采取的措施是。
(3)常压下,当反应温度升高900℃时,该反应的平衡常数可表示为:
K=
.在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)+Q(Q>0)
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为;
(2)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平均速率v(HI)为;
(3)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)HI浓度的变化正确;
(用图2中a~c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是。
(用图2中d~f的编号回答)
(4)反应达到平衡后,第8分钟时,若反容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
.在某温度下,工业合成氨反应N2+3H2
2NH3(正反应放热),把氮气和氢气以1︰1的物质的量之比混匀后分成两等份,同时分别充入A体积和B体积两个装有催化剂的真空容器中(A、B两容器的容积固定),在保持相同温度的条件下,A、B两个容器的合成氨反应先后达到平衡状态。
请回答:
(1)写出该反应的平衡常数表达式,KAKB(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)平衡常数K值越大,表明建立平衡时
AN2的转化率越高BNH3的产量越大C正反应进行得越彻底
(3)欲增大该反应K值,可以采取的措施为
A升高温度B降低温度
C增大N2、H2的浓度D使用高效的催化剂
(4)分析以下表中数据后,完成下列问题[M(平)表示平衡时混合物的平均相对分子质量]
容器A
容器B
M(平)
19
平衡时N2的转化率
10%
达平衡时,容器A中N2的转化率为,容器B中M(平)为,容器______(选填“A”或“B”)中,NH3的物质的量所占的比例较大。
.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃
800
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。
(2)该反应为反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是(多选扣分)。
(a)容器中压强不变(b)混合气体中c(CO)不变
(c)v正(H2)=v逆(H2O)(d)c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:
c(CO2)·
c(H2)=c(CO)·
c(H2O),试判断此时的温度为℃。
.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应放热)
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=
(2)降低温度,该反应K值,二氧化碳转化率,化学反应速度(以上均填增大、减小或不变)
(3)600℃时,在一密闭容器中,将二氧化碳和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图,反应处于平衡状态的时间是。
(4)据图判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是(用文字表达);
10min到15min的曲线变化的原因可能是(填写编号)。
A加了催化剂B缩小容器体积
C降低温度D增加SO3的物质的量
.在温度为373K时,将0.100mol无色的N2O4气体放入1L抽空的密闭容器中,立刻出现红棕色,直至建立N2O4
2NO2的平衡。
下图是隔一定时间测定到的N2O4的浓度(纵坐标为N2O4的浓度,横坐标为时间)
(1)计算在20至40秒时间内,NO2的平均生成速率为mol•L—1•S—1。
(2)该反应的化学平衡常数表达式为。
(3)下表是不同温度下测定得到的该反应的化学平衡常数。
T/K
323
373
K值
0.022
0.36
据此可推测该反应(生成NO2)是反应(选填“吸热”或“放热”)
(4)若其他条件不变,反应在423K时达到平衡,请在上图中找出相应的位置,添画出此温度下的反应进程曲线。
.560℃时,在恒容闭容器中发生如下反应:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)(正反应吸热)
(1)请写出上述反应的平衡常数表达式,若温度升高,则平衡常数_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)若560℃时,在恒容密闭容器中,若起始浓度[H2O]=0.03mol/L,当5秒钟时,测得[H2O]=0.01mol/L,则前5秒钟H2的平均反应速率V(H2)=________________。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_____________。
A容器中压强不变,B混合气体中密度不变,
CV正(H2)=V正(H2O)Dc(CO)=c(H2)
(4)达到平衡后且恒容情况下,往容器中充入适量的H2S气体,重新达到平衡时,H2O的反应速率将______(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是。
.在密闭容器中,保持一定温度进行如下反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),已知加入1molN2和3molH2,在恒压条件下达到平衡时生成amolNH3,在恒容条件下达到平衡时生成bmolNH3(见下表中编号①的一行)。
若相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:
K=___________。
(2)平衡常数K值越大,表明建立平衡时___________(填序号)
AN2的转化率越高BNH3的产量越大
C正反应进行得越彻底D化学反应速度越快
(3)a与b的关系是:
ab(填>、<、=)
(4)填写下表:
状态
条件
起始时物质的物质的量(mol)
平衡时NH3的
物质的量(mol)
编号
X(N2)
Y(H2)
Z(NH3)
恒容
①
1
3
b
②
③
2.25
B组
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度的关系如下表:
t/℃
根据以上信息作出的下列判断中正确的是
A此反应为吸热反应
B此反应只有在达到平衡时,密闭容器中的压强才不再变化
C此反应在1000℃达平衡时,c(CO2)·
c(H2)/[c(CO)·
c(H2O)]约为0.59
D1100℃时,此反应的K值可能为0.9
.已知240K时液氨的自电离常数及相应的平衡常数:
NH3+NH3
NH4++NH2-K1=1.0×
10-33
又知氨水的电离及电离常数为:
NH3+H2O
NH4++OH-K2=1.8×
10-5
(1)试计算NH2-+H2O
NH3+OH-的平衡常数。
(2)仔细想来,以上计算是错误的,请指出错在何处。
.在温度为830K时,下述可逆反应及其平衡具有某些特殊性:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),若起始浓度cCO=2mol·
L-1,cH2O=2mol·
L-1,反应达到平衡时CO的转化率αCO=60%,如果水的起始浓度cH2O=6mol·
L-1,则αCO=75%,请注意上述有关数据,总结出其中规律。
若830K时,起始浓度cCO=amol·
L-1,cH2O=bmol·
L-1,反应达到平衡后cH2=cmol·
L-1。
(1)当b不变,a减小,重新达到平衡时,转化率αCO,αH2O(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)当a=5,c=20/9时,b=。
(3)当a=b时,c/a=。
(4)用此表示a、b、c之间关系的代数式是。
.NH4I固体在一定条件下首先发生分解反应并达平衡:
①NH4I(s)
NH3(g)+HI(g),然后缓慢进行反应②2HI(g)
H2(g)+I2(g),亦达平衡。
它们的平衡常数K(K只随温度的变化而变化)分别为:
K1=
,K2=
,式中p指平衡时气体的分压。
(1)当反应②进行时,恒容密闭体系中的变化情况是pHI,p总(填“不变”、“增大”或“减小”);
(2)平衡时,若PNH3=d,PH2=f,则PHI=;
(3)用K1、K2表示NH3的平衡分压:
pNH3=。
.烟草不完全燃烧时产生的一氧化碳被吸进肺里跟血液中的血红蛋白(用Hb表示)化合,发生下述反应:
CO+Hb·
O2
O2+Hb·
CO
实验表明,Hb·
CO的浓度即使只有Hb·
O2浓度的2%,也足以使人智力受损。
当空气中的CO浓度较大时,人体就感到缺氧,胸闷,此时血液中羰基血红蛋白达到10%,通常人肺的血液中O2的溶解浓度达1.6×
10-6mol/L,而其中血红蛋白的浓度稳定在8×
10-6mol/L。
而当过多的血红蛋白与一氧化碳结合时,就会因窒息而引起死亡。
上述反应K为K=[O2][Hb·
CO]/[CO][Hb·
O2],K只限温度有关,与浓度无关。
(1)血红蛋白的生理学功能为
(2)一氧化碳使人中毒的机理为
(3)Hb与CO通过什么化学键结合成HbCO分子的?
,并判断Hb·
CO分子与Hb·
O2分子的稳定性强弱
(4)抽烟后,吸入肺部的空气测得CO和O2的浓度分别为10-6mol/L和10-2mol/L。
已知37℃时,平衡常数K=220,这时Hb·
CO的浓度是Hb·
O2浓度的多少倍?
这时候是否达到损伤人的智力的程度?
请通过计算回答。
(5)设血红蛋白与O2反应的速率常数k=2.1×
106L/mols(37℃),求氧血红蛋白(Hb·
O2)的生成速率。
(6)在一氧化碳中毒的情况下,需要将Hb·
O2的生成速率提高到1.1×
10-4L/mols。
①假设血液中的血红蛋白浓度是恒定的,计算所需的氧的浓度。
②假设血液中的氧浓度与进入肺的氧分压成正比。
试问用怎样的方法来治疗一氧化碳中毒的患者是合乎逻辑的?
运用你所学的关于气体定律的知识和勒沙特列原理,设想一种增强这种治疗效果的方法。
.某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成的,但煤气泄露能致人中毒。
煤气中毒就是CO中毒,其原因是CO与血红蛋白(Hb)结合成Hb·
CO,使血红蛋白失去输送O2功能的缘故。
CO进入血液后有如下平衡:
CO,已知该反应平衡时,
的比值是一个不受浓度影响的常数,在人体体温37℃下,该常数为220。
(1)生产水煤气的化学反应方程式是
(2)燃气灶具因燃气成分、供气压力不同而结构不同。
如果该城市管道气改通液化石油气(C4H10),则居民厨房中的炉灶改装时在燃气进口直径不变的情况下,通风口直径应怎样改变?
(增大or减小),原因是
(3)门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏,极容易发生爆炸。
当你从室外进入厨房嗅到极浓的煤气异味时,在下列操作中,你认为合适的是(可以多选)
A立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源
B立即打开门和窗,关闭煤气源
C立即打开电灯,寻找泄漏处
(4)煤气中毒病人,可以通过进入高压氧舱的方法来救治,请用化学平衡的原理加以说明:
(5)已知当血液中
的比值大于0.02时,人的智力会受到损伤,此时c(CO)与c(O2)的比值应(<、>or=)。
(6)抽烟时,进入肺部的空气中c(CO)=10-6mol/L,c(O2)=10-2mol/L,则c(Hb·
CO)为c(H·
O2)的倍,因此长期抽烟对人智力影响。
(有or无)
.高炉炼铁的基本反应之一如下:
FeO(s)+CO(g)
Fe(s)+CO2(g)△H>0
(1)则该反应中平衡常数K=
(2)已知1100℃时,K=0.263,温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值,平衡常数K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)1100℃时,测得高炉中[CO2]=0.025mol·
L-1,[CO]=0.1mol·
L-1,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态(填“是”、“否”),此时,化学反应速率是v正v逆(填“>”、“=”、“<”),其原因是。
.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:
2I-+2Fe3+
2Fe2++I2
(1)该反应的平衡常数K的表达式为:
K=。
当上述反应达到平衡后,加入CCl4萃取I2,且温度不变,上述平衡向移动。
(2)上述反应正向反应速度和I-、Fe3+的浓度关系为:
v=
(k为常数)
CI-(mol/L)
Cfe3+(mol/L)
v(mol/Ls)
(1)
0.20
0.80
0.032
(2)
0.60
0.40
0.144
(3)
0.128
通过所给的数据计算得知:
在v=
中,m=、n=。
I-浓度对反应速度的影响Fe3+浓度对反应速度的影响(小于、大于、等于)。
.平衡常数KC的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志。
在25℃时,下列反应的平衡常数如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)K1=1×
10-30
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)K2=2×
1081
2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)K3=4×
10-92
(1)常温下,NO分解产生O2反应的平衡常数的表达式为K=。
(2)常温下,水分解产生O2,此时平衡常数值约为K=。
(3)常温下,NO,H2O,CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为。
(4)北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装,以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放,而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂,你根据以上有关数据分析,仅使用催化剂除污染气体的可能性。
.已知平衡2NO2(g)
N2O4(g)+Q(Q>
0)在一定温度下满足:
K=[N2O4]/[NO2]2,K为常数,其中[N2O4]、[NO2]为平衡浓度,单位mol/L。
右图所示,一柱形刚性容器,底面积0.1m2,高0.5m,内有一活塞,不计厚度和质量。
活塞与底部间为真空,并连有一弹簧,弹簧倔强系数为50000N/m,原长0.5m。
(1)27℃时,B内为真空,A内已充入1molNO2,此时活塞已保持静止。
若往A内迅速再充入1molNO2,活塞将如何运动;
当活塞再次保持静止时,NO2反应速度v与原平衡NO2反应速度v0的大小关系为vv0(<、>、=),同时NO2的转化率比原平衡时(增大、减小、不变)。
(2)如果对容器加热,使A内气体温度升高,活塞将向下移动,试解释活塞下滑的原因:
(3)27℃时,往活塞上方充入60gNO2气体,活塞从最上端下滑0.2m后保持静止,计算此时NO2的转化率。
(4)往上方容器内再充入10gNO2气体。
并保持温度不变,活塞又将下滑多少距离。
(列出式子或方程,并用文字说明,不必求出最后答案)
(5)在第3题已达平衡后,将容器升温到177℃,活塞又下滑0.1m,求此时NO2的转化率。
(6)计算第3题和第5题分别达到平衡时混合气体的密度比。
.在水中的饱和浓度为0.330g/L,由于存在化学平衡:
I2(aq)+I-
I3-,所以在KI溶液中I2的溶解度大大增加,在0.100mol/LKI溶液中I2的实际溶解度为12.5g/L,其中大部分转化成I3-,假设在所有I2饱和溶液中I2的浓度是一样的,求上述平衡的平衡常数。
当加入水稀释I2在KI溶液中形成的饱和溶液时,对平衡有何影响?
.在1L容器中,混合0.20molCO和4.0molO2,温度保持1000K,求该平衡体系的近似组成。
已知反应2CO(气)+O2(气)=2CO2(气)1000K时平衡常数:
K=2.2×
1022。
.873K时,反应H2+I2
2HI的平衡常数为70.0。
(1)若按下列比例混合反应物。
达平衡时有多少(%)碘转化了?
①873K,按1︰1比例混合。
②873K,按2(H2)︰1(I2)比例混合。
(2)在873K时,需用多少mol氢气和1mol碘混合,才能使反应达平衡时,碘变成碘化氢的转化率为99%?
.糖在一定温度下,酵解过程如下:
葡萄糖-1-磷酸酯
葡萄糖-6-磷酸酯
果糖-6-磷酸酯
(1)计算反应:
果糖-6-磷酸酯平衡常数K。
(2)若起始时,葡萄糖-6-磷酸酯为amol,试计算达到平衡时上述三种化合物的物质的量。
.下列各反应在0℃时的平衡常数值已给出:
①SrCl2·
6H2O(s)
SrCl2·
2H2O(s)+4H2O(g)Kp=6.89×
10-12
②Na2HPO4·
12H2O(s)
Na2HPO4·
7H2O(s)+5H2O(g)Kp=5.25×
10-13
③Na2SO4·
10H2O(s)
Na2SO4(s)+10H2O(g)Kp=4.08×
10-25
0℃时水的蒸气压为6.03×
10-3atm。
(1)计算0℃时,分别与SrCl2·
6H2O,Na2HPO4·
12H2O和Na2SO4·
10H2O共存的气态水的压力值为多少?
(2)0℃时SrCl2·
2H2O,Na2HPO4·
7H2O和Na2SO4中谁的干燥效果最好?
(3)0℃时当相对湿度为多少时暴露在空气中的Na2SO4·
10H2O会风化?
(4)0℃时当相对湿度为多少时暴露在空气中的Na2SO4会潮解?
.已知298K时反应N2O4(g)
2NO2(g)-58.04kJKp=0.113(气体压力以大气压为单位),上述化学反应一般经2×
10-6s可达平衡,反应气体的颜色深浅由NO2的分压力大小决定。
取一定量的N2O4置于一个带活塞的玻璃器皿中(除N2O4外无其它气体),达到平衡总压力为1atm(1.01×
105Pa),假设气体是理想气体。
(1)试问保持体系恒定298K,慢慢推动活塞压缩气体至总压力达到1.5atm为止,这时体系的颜色与压缩前相比有什么变化?
通过计算说明为什么?
(2)若改为快速推活塞(可视为绝热压缩),出现反应物的颜色立即变深,然后随着时间慢慢变浅,若压缩体积与上一小题一样,那么最终的颜色与第一小题的颜色一致。
试根据以上事实作一合理的定性解释。
.五氯