技巧八:
参照物法
例11、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充入等物质的量的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,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,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、大于p%C、小于p%D、无法判断
技巧九:
等效平衡法
例12、在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应:
2A(g)+B(g)
xC(g),达到平衡后,C的体积分数为ω%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:
0.6mol、B:
0.3mol、C:
1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为ω%,则x值为()
A、只能为2B、只能为3
C、可能是2,也可能是3D、无法确定
专练.在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应:
2A(g)+B(g)
3C(g)+D(g),达平衡时,C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比做起始物质,达平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是( )
A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
技巧十:
讨论法
对于可逆反应,不论在什么情况下,一定是反应物与生成物共存的状态,即任何物质的物质的量均大于零
例13、在一定条件下,A2+B2
2C,达到平衡状态时,测得c(A2)=0.5mol/L,c(B2)=0.1mol/L,c(C)=1.6mol/L,若A2、B2、C起始浓度分别为a、b、c(mol/L),试回答:
(1)a、b应满足的关系是___________;
(2)a的取值范围是___________。
专练:
在一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在850℃时,气体混合物达到下式所示平衡:
CO2+H2
CO+H2O。
已知达到平衡时生成0.75molCO。
那么当H2改为9mol,在上述条件下平衡时生成CO和H2O的物质的量之和可能为()
A1.2mol B1.5mol C1.8mol D2.5mol
考点1浓度与转化率的计算
1.(08海南卷)X、Y、Z三种气体,取X和Y按1:
1的物质的量之比混合,放入密闭容器中发生如下反应:
X+2Y
2Z,达到平衡后,测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3:
2,则Y的转化率最接近于()
A.33%B.40%C.50%D.65%
2.(08广东卷)将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器,恒温下发生反应H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)
g平衡时Br2(g)的转化率为a;若初始条件相同,绝热下进行上述反
应,平衡时Br2(g)的转化率为b。
a与b的关系是()
A.a>bB.a=bC.a<bD.无法确定
3.(07宁夏卷)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%,与反应前的体积相比,反应后体积缩小的百分率是()
A.16.7%B.20.0%C.80.0%D.83.3%
4.(07江苏卷)一定温度下可逆反应:
A(s)+2B(g)
2C(g)+D(g);H<0。
现将1molA和2molB加入甲容器中,将4molC和2molD加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动)。
下列说法正确的是()
图1图2图3
A.保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后,甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍
B.保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲、乙中B的体积分数均增大
C.保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体
积分数是甲中C的体积分数的2倍
D.保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中
反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)
5.(05广东)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,4υ正(O2)=5υ逆(NO)
B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减少,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:
2υ正(NH3)=3υ正(H2O)
6.(04北京)在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:
已知H2和I2的起始浓度均为0.1mol·L-1时,达平衡时HI的浓度为0.16mol·L-1。
若H2和I2的起始浓度均变为0.2mol·L-1,则平衡时H2的浓度(mol·L-1)是
A.0.16B.0.08C.0.04D.0.02
7.(04理综)某温度下在密闭容器中发生如下反应:
2E(g)若开始时只充入2molE(g),达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了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%
8.(04广东)一定温度下,反应2SO2+O2
2SO3,达到平衡时,n(SO2):
n(O2):
n(SO3)=2:
3:
4。
缩小体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8mol,n(SO3)=1.4mol,此时SO2的物的量应是
A.0.4molB.0.6molC.0.8molD.1.2mol
9.(04全国)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)
⑴若反应达平衡时某时刻t时,nt(N2)=13mol,nt(NH3)=6mol,计算a的值
⑵反应达平衡时,混合气体的体积为726.8L(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。
⑶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)=。
⑷原混合气体中,a∶b=。
⑸达到平衡时,N2和H2的转化率之比,α(N2)∶α(H2)=。
⑹平衡混合气体中,n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)=。
10.(08江苏卷)将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密
闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:
2SO2+O2
2SO3(正反应放热)。
反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28L;
再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6L(以上
气体体积均为标准状况下的体积)。
(计算结果保留一位小数)
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是。
(填字母)
a.SO2和SO3浓度相等b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是。
(填字母)
a.向装置中再充入N2b.向装置中再充入O2
c.改变反应的催化剂d.生高温度
(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?
考点2有关平衡常数的计算
11.(08宁夏卷)将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:
①NH4I(s)
NH3(g)+HI(g);②2HI(g)
H2(g)+I2(g)。
达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则此温度下反应①的平衡常数为()
A.9B.16C.20D.25
12.(08山东卷)高温下,某反应达平衡,平衡常数K=
.恒容时,温度升高,H2浓度减小。
下列说法正确的是()
A.该反应的焓变为正值
B.恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
C.升高温度,逆反应速率减小
D.该反应化学方程式为CO+H2O=CO2+H2
13.(08广东卷)碘钨灯比白炽灯使用寿命长。
灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:
W(s)+I2(g)
WI2ΔH<0(温度T1<T2)。
下列说法正确的是()
A.灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的WI2(g)会分解出W1W重新沉积到灯丝上
B.灯丝附近温度越高,WI2(g)的转化率越低
C.该反应的平衡常数表达式是
D.利用该反应原理可以提纯钨
14.(08宁夏卷)
已知可逆反应:
M(g)+N(g)
P(g)+Q(g);△H>0,
请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:
c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为。
(2)若反应温度升高,M的转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:
c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2mol·L-1,a=。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为:
c(M)=c(N)=bmol·L-1,达到平衡后,M的转化率为。
15.(08上海卷)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)体系中,n(NO)
随时间的变化如表:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:
K=___________________。
已知:
K(300℃)>K(350℃),该反应是________热反应。
(2)右图中表示NO2的变化的曲线是____________。
用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=___________。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是___________。
a、v(NO2)=2v(O2)b、容器内压强保持不变
c、v逆(NO)=2v正(O2)d、容器内的密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是__________。
a、及时分离出NO2气体b、适当升高温度
c、增大O2的浓度d、选择高效的催化剂
16.(07广东卷)黄铁矿(主要成分为FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,其煅烧产物为SO2和Fe3O4。
(1)将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol/L。
计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。
(2)已知上述反应是放热反应,当该反应处于平衡状态时,在体积不变的条件下,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有(填字母)
(A)升高温度(B)降低温度(C)增大压强
(D)减小压强(E)加入催化剂(G)移出氧气
(3)SO2尾气用饱和Na2SO3溶液吸收可得到重要的化工原料,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后,加入铁粉,可制备FeSO4。
酸溶过程中需保
持溶液足够酸性,其原因是__________________________________________________。
17.(07海南卷)PCl5的热分解反应为:
PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)
(1) 写出反应的平衡常数表达式:
(2) 已知某温度下,在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00molPCl5,达到平衡后,测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。
计算该温度下的平衡常数。
18.(07上海卷)一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催
化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
根据题意完成下列各题:
(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=,升高温度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=。
(3)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是
a.氢气的浓度减少b.正反应速率加快,逆反应速率也加快
c.甲醇的物质的量增加d.重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂
Cu2O的量不变,原因是:
_______________________________________(用化学方程式
表示)。
19.(07宁夏卷)氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
□SiO2+□C+□N2
□Si3N4+□CO
(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内);
(2)该反应中的氧化剂是__________,其还原产物是_____________。
(3)该反应的平衡常数表达式为K=_______________________;
(4)将知上述反应为放热反应,则其反应热H________零(填“大于”、“小于”或“等于”);
升高温度,其平衡常数值________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)若使压强增大,则上述平衡向_______反应方向移动(填“正”或“逆”);
(6)若已知CO生成速率为v(CO)=18mol/(L·min),则N2消耗速率为v(N2)
=__________mol/(L·min)。
20.(07山东卷)二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大气的主要污染物。
综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
某温度下,SO2
的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:
①将2.0molSO2和1.0molO2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa。
该反应的平衡常数等于____________。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为
_____________(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_________kJ。
(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe2Ox,3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe2O4)
经高温还原而得,常温下,它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。
转化流程如图所示:
请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式_____________________________(不必配平)。
参考答案
4:
解析:
N2O5的起始浓度为c(N2O5)=
,平衡时的气体成份及浓度为:
达平衡时的气体成份:
N2O5N2O3N2OO2
平衡浓度(mol/L)设x1.62设y4.5
由N原子守恒:
由O原子守恒:
解得:
x=0.94mol/L,y=1.44mol/L,所以,c(N2O)=1.44mol/L,N2O5的分解率为:
解析:
设第一次平衡时n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分别为2xmol、3xmol、4xmol,第二次平衡时n(SO2)=ymol。
由O元素守恒得:
2x·2+3x·2+4x·3=2y+0.8×2+1.4×3……①
由S元素守恒得:
2x+4x=y+1.4……②
解得:
x=0.3,y=0.4。
答案:
A。
解析:
设第一种平衡状态下O2为x,则SO3为
,变成第二种平衡时O2变化量为y,
2SO2g+O2g
2SO3g+Q
x
x
x+2y=20解得:
x=12mol
y2yx-y=11y=01mol
1120
答案:
A。
例五:
解析:
本题貌似化学平衡的计算,但实则不然,题干中最关键的一句话为“压强是原来87.5%”说明体积和温度不变,压强减小了,故该反应是气体的物质的量减小的反应,即2+5>4+n,即n<3。
故选A。
例六解析:
由题意