解析:
从图像上可以看出,T2达到平衡所用的时间短,因此T2的温度高,即T2>T1。
随温度升高,HI的含量降低,因此该反应正反应为放热反应,即ΔH<0。
答案:
D
6.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中氨的体积分数为25%,若反应前后条件不变,则反应后缩小的体积与原反应物体积的比值为( )
A.1/5B.1/4C.1/3D.1/2
解析:
由合成氨的反应N2(g)+3H2(g)
2NH3可知:
反应过程中缩小的体积等于生成的氨的体积,若设反应前气体的总体积为V,达到平衡后有x体积的N2转化,则生成氨的体积为2x,气体的总体积为V-2x,据题意知:
×100%=25%,解得:
=
。
答案:
A
7.(2009·广东单科,7,有改动)难挥发性二硫化钽(TaS2)可采用如下图所示装置提纯。
将不纯的TaS2粉末装入石英管一端,抽真空后引入适量碘并封管,置于加热炉中。
反应如下:
TaS2(s)+2I2(g)
TaI4(g)+S2(g)
下列说法正确的是( )
A.在不同温度区域,TaI4的量保持不变
B.在提纯过程中,I2的量不断减少
C.在提纯过程中,I2的作用是将TaS2从高温区转移到低温区
D.该反应的平衡常数与TaI4和S2的浓度乘积成反比
解析:
A项,TaI4主要存在于高温区;B项,在提纯过程中,I2的量应基本保持不变;D项,该反应的平衡常数为:
K=
。
答案:
C
8.在一定条件下,xA+yB
zC的可逆反应达到平衡:
(1)已知A、B、C都是气体,在减压后平衡向逆反应方向移动,则x、y、z的关系是:
____________。
(2)已知C是气体,且x+y=z,在加压时,如果平衡发生移动,则平衡必向________方向移动。
(3)已知B、C是气体,现增加A物质的量(其他条件不变),平衡不移动,则A是______态。
(4)加热后C的质量分数减少,则正反应是________热反应。
解析:
(1)减压平衡向化学计量数增大的方向移动,则x+y>z。
(2)如果都是气体,则平衡不移动;如果A、B至少一种为非气体,则平衡向逆反应方向移动。
(3)A是非气态物质,如液态或固态。
(4)加热平衡向吸热方向移动,则逆反应是吸热反应,正反应是放热反应。
答案:
(1)x+y>z
(2)逆反应 (3)固或液 (4)放
9.(2008·海南,15)反应A(g)+B(g)
C(g)+D(g)过程中的能量变化如下图所示,回答下列问题。
(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”);
(2)当反应达到平衡时,升高温度,A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是________________________________________________________。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?
________________________________________________________________________,
原因是______________________________________________________;
(4)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:
E1________,E2__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:
(1)从图像上可以看出,反应物的总能量比生成物的总能量高,因此该反应为放热反应。
(2)升高温度,平衡左移,因此A的转化率减小。
(3)加入催化剂,对反应热无影响,因为催化剂不改变反应进行的程度,反应物参加反应的量不变,所以反应热也不变。
(4)催化剂改变了反应的历程,降低了反应所需要的活化能,使E1减小,E2也减小。
答案:
(1)放热
(2)减小 根据勒夏特列原理,升高温度反应向吸热方向移动,因而该反应中A的转化率减小 (3)没有 催化剂只能改变化学反应的速率和途径,不能改变化学反应始态和终态的能量,因此对反应热没有影响 (4)减小 减小
10.将各2amol的P、Q、R、S在一密闭容器中混合,发生如下反应:
xP+yQ
zR+wS。
达到平衡后,测得n(P)=amol,n(Q)=
mol,n(R)=
mol,n(S)=3amol,已知四种物质中只有R是固体。
(1)若该反应中物质的化学计量数x=2,则z=________,w=________。
(2)达到平衡时,P的转化率是____________。
(3)如果只改变压强,化学反应速率发生变化,但化学平衡不移动。
则该反应中各物质的聚集状态分别是:
Q____________,S____________。
(4)如果只升高温度,反应一段时间后,各物质的物质的量均变为2amol,则该反应的正反应为________热反应。
解析:
(1)xP+yQ
zR + wS
始/mol:
2a2a2a2a
平/mol:
a
a
a3a
变/mol:
a
aa
x∶y∶z∶w=a∶
∶
a∶a=2∶1∶3∶2,由x=2得z=3,w=2。
(2)P的转化率为
×100%=50%。
(3)若改变压强,化学反应速率发生变化,但化学平衡不移动,则该反应为气体体积不变的反应。
Q为液态(因已知只有R为固态,故Q不能为固态),S为气态。
(4)由题设条件可推知,升温平衡向逆反应方向移动,因此正反应为放热反应。
答案:
(1)3 2
(2)50% (3)液态 气态 (4)放
11.反应2A(g)+B(g)
3C(g),起始时按5∶2的体积比将A、B两气体混合后,充入一体积不变的密闭容器中,在恒定温度下使其反应,达到平衡时混合气体中C的体积分数为60%。
求:
(1)A、B的转化率分别为:
αA=________,αB=________。
(2)平衡混合气体的平均相对分子质量(设A的相对分子质量为MA,B的相对分子质量为MB):
__________。
(3)平衡时压强与起始相比,有何变化?
________(填“增大”“不变”或“减小”)。
解析:
(1)2A(g)+B(g)
3C(g)
起始量520
变化量2xx3x
平衡量5-2x2-x3x
由已知得
×100%=60% x=1.4,所以αA=
×100%=56%
αB=
×100%=70%。
(2)总质量、总体积保持不变,则恒温下,平衡后的混合气体平均相对分子质量即为A、B两气体混合时的平均相对分子质量。
(3)反应2A(g)+B(g)3C(g)中两边气体总系数相等,反应前后气体的总的物质的量不变,则在恒温恒容条件下,压强不变。
答案:
(1)56% 70%
(2)
=
(3)不变
1.已建立化学平衡的某可逆反应,当条件改变使化学平衡向正反应方向移动时,下列叙述正确的是( )
①生成物的质量分数一定增加 ②生成物产量一定增加 ③反应物的转化率一定增大 ④反应物的浓度一定降低 ⑤正反应速率一定大于逆反应速率 ⑥一定使用催化剂A.①②③B.③④⑤C.②⑤D.④⑥
解析:
当增加某反应物的浓度平衡正向移动,生成物的质量分数可能减小,该反应物的浓度增大;当多种物质作反应物时增加一种反应物浓度,平衡正向移动,该反应物的转化率降低,其余反应物的转化率增大;使用催化剂不改变化学平衡移动的方向。
答案:
C
2.(2008·全国理综Ⅰ,11)已知:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g);ΔH=-1025kJ/mol,该反应是一个可逆反应。
若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是( )
解析:
由于该反应为放热反应,升高温度平衡左移,NO的含量降低,因此A正确、C错;又由于该反应为气体体积增大的反应,增大压强平衡左移,因此压强越大,NO的含量越低,故B正确;而催化剂只能提高反应速率,不会引起平衡的移动,因此D正确。
答案:
C
3.一定条件下,在可变容积的密闭容器中进行下列可逆反应:
S2Cl2(l)+Cl2(g)
2SCl2(l);ΔH=-51.16kJ·mol-1
浅黄色 鲜红色
下列说法正确的是( )
A.达到平衡时,抽出少量氯气,反应混合液颜色变深
B.单位时间内生成2nmolS2Cl2,同时生成nmolSCl2时,平衡向逆反应方向移动
C.达平衡时,降低温度,混合液的颜色将变浅
D.单位时间内有nmolCl2被还原,同时氧化生成nmolCl2时,平衡向正反应方向移动
解析:
抽出Cl2,平衡不移动,混合液颜色不变,A项错误;B项正确;降温,平衡正移,混合液颜色变深,C项错误;nmolCl2被还原,同时nmolCl2被氧化,即v正=v逆,平衡不移动,故D项错误。
答案:
B
4.如下图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:
在
(1)中加入无水CaCl2,在(3)中加入NH4Cl晶体,
(2)中不加其他任何物质,发现
(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅,下列叙述正确的是( )
A.CaCl2溶于水时放出热量
B.烧瓶
(1)中气体的压强不变
C.NH4Cl溶于水时放出热量
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
解析:
三个烧瓶中都存在如下平衡:
2NO2(g)
N2O4(g);ΔH<0,
(1)中红棕色变深,平衡左移,所以CaCl2溶于水放热,(3)中变浅,平衡右移,说明NH4Cl溶于水时吸热
答案:
A
5.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,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,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
思路分析:
题目中可以应用的信息主要有:
①SO2和O2反应生成SO3,ΔH<0,且体积缩小,②两个v—t图像和α(SO2)—t的关系图像,本着外界因素对化学反应速率的影响规律分析引起变化的因素。
解析:
这是一道把图像、反应速率的影响因素等结合在一起的逆向考查综合题。
图Ⅰ中t0时刻的v′(正)、v′(逆)都高于原平衡化学反应速率且v′(正)>v′(逆),应是增大体系的压强所致,A项错;图Ⅱ中图像显示v′(正)=v′(逆)都高于原平衡体系,而体系中通入氦气只能增大体系的总压,并未改变各组分的分压,故不影响v′(正)、v′(逆),B项错;催化剂只能改变化学反应速率,对化学平衡无影响,因而加入催化剂后,甲、乙能达到同一平衡状态,C项错;图Ⅲ中乙比甲到达平衡所需时间短,其他条件不变时,T(乙)>T(甲),且此反应是ΔH<0,温度由T(乙)―→T(甲)降低,α(SO2)降低,符合曲线变化,D项正确。
答案:
D
6.在VL密闭容器中,通入0.2molSO2和0.2molSO3气体,在一定条件下,发生可逆反应:
2SO2+O2
2SO3,平衡时SO3为amol,在相同温度下分别按下列配比在VL密闭容器中放入起始物质,平衡时有关SO3的物质的量叙述正确的是( )
A.放入0.3molSO2、0.1molO2、0.1molSO3,达到平衡时SO3必小于amol
B.放入0.2molSO2、0.1molO2、0.2molSO3,达到平衡时SO3必小于amol
C.放入0.4molSO2、0.1molO2,达到平衡时SO3必等于0.4mol
D.放入0.2molSO2、0.1molO2,达到平衡时SO3必小于amol
解析:
根据等效平衡,题干中0.2molSO2和0.2molSO3相当于0.4molSO2和0.1molO2。
与之相比较:
A选项相当于0.4molSO2和0.15molO2,所以SO3大于amol;B选项相当于0.4molSO2和0.2molO2,所以SO3大于amol;C选项平衡时SO3等于amol;D选项平衡时SO3小于amol。
答案:
D
7.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里,产生H2的速率如图所示,在下列因素中,影响O~t1时间段反应速率的主要因素是( )
A.盐酸的浓度B.镁条的表面积
C.Cl-的浓度D.溶液的温度
解析:
镁条和盐酸反应的实质为:
Mg+2H+===Mg2++H2↑,O~t2过程中,c(H+)、镁条的表面积一直减小,而O~t1过程中,反应速率一直加快,故O~t1时间段影响速率的主要因素为温度,即反应放热引起溶液温度的升高;t1~t2时间段影响速率的主要因素为c(H+)。
答案:
D
8.在一定温度下,将一定质量的混合气体在密闭容器中发生反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g),达到平衡时测得B气体的浓度为0.6mol/L,恒温下将密闭容器的容积扩大1倍,重新达到平衡时,测得B气体的浓度为0.4mol/L,下列叙述中正确的是( )
A.a+b>c+dB.平衡向右移动
C.重新达平衡时,A气体浓度增大D.重新达平衡时,D的体积分数减小
解析:
本题考查平衡移动规律以及浓度概念等知识,同时考查综合分析问题和解决问题的能力以及逆向思维能力。
在恒温下密闭容器的容积扩大1倍,则容器的各种气体物质的量浓度各减半,此刻B气体的浓度应为0.3mol/L,但其实际浓度为0.4mol/L,说明当容器容积扩大一倍,相当于压强减小化学平衡向气体体积增大的方向移动,B气体的浓度由0.3mol/L增加到0.4mol/L,所以化学计量数关系为:
a+b>c+d,即减小气体压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
由于在容积扩大一倍时,A气体的浓度将减小,故C项不符合题意。
选项D中,由于平衡向逆反应方向移动,D气体的物质的量减小,所以其体积分数也减小。
答案:
AD
9.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5
B.反应达到平衡后,对体系一直进行加压,平衡总是向逆向移动
C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动
D.当v正(NH3)∶v正(NO)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡
解析:
平衡时,反应物的转化率相等,则起始投入量之比应该等于化学计量数之比,故A正确;当加压到一定压强时,气态水变为非气态水,平衡会向正向移动,故B错;充入稀有气体而压强不变,相当于增大容积,平衡向体积增大的方向移动,C错;NH3、NO的正反应速率都是向右方向的速率,平衡与否其反应速率之比都等于化学计量数之比,故D错。
答案:
A
10.对于平衡体系:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),下列判断正确的是( )
A.若温度不变将容器的容积增大1倍,达到新平衡时A的浓度变为原来的0.45倍,则m+n>p+q
B.若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n
C.若升高平衡体系的温度,达到新平衡时A的浓度变为原来的0.55倍,说明该反应ΔH<0
D.若温度不变,压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积一定等于原体积的
解析:
将容器的容积增大1倍,A的浓度应变为原来的0.5倍,现A的浓度变为原来的0.45倍,故减小压强平衡向正反应方向移动,A项错;升高温度,达到新平衡时A的浓度变为原来的0.55倍,故升高温度平衡向正反应方向移动,C项错;增大压强平衡向体积减小的方向移动,达到新平衡时,总体积小于原体积的
,若m+n=p+q,D项才能符合题意,D项错。
答案:
B
11.(2008·海南,10)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+2Y2Z,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%
解析:
设X、Y的初始物质的量均为1mol,转化的物质的量分别为amol、2amol、2amol,由方程式
X + 2Y
2Z
开始(mol)110
转化(mol)a2a2a
平衡(mol)1-a1-2a2a
由题意得
=
,求得:
a=
,因此Y的转化率为
×100%,最接近65%。
答案:
D
12.如图所示,甲、乙之间的隔板K可以左右移动,甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和1molHe,此时K停在0处。
在一定条件下发生可逆反应:
2A(g)+B(g)
2C(g),反应达到平衡后,恢复到反应发生前时的温度。
下列有关说法不正确的是( )
A.根据隔板K滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡
B.达到平衡后,隔板K最终停留在左侧刻度0~2之间
C.达到平衡时,甲容器中C的物质的量大于乙容器中C的物质的量
D.若平衡时K停留在左侧1处,则活塞仍停留在右侧6处
解析:
由题意可知:
2A(g)+B(g)
2C(g),由于甲中充入2molA和1molB,反应向正反应方向进行,甲中压强降低,所以活塞向甲容器中移动,最多能转化为2molC。
由于是可逆反应,C的物质的量在0~2mol之间,达到平衡后,隔板K不再滑动,最终停留在左侧刻度0~2之间。
如果不充入He,甲、乙两容器为等效平衡,都相当于2molC。
又因为保持恒压的条件,充入He,那么乙中2A(g)+B(g)2C(g)反应体系相当于压强降低,所以到达平衡时,乙向逆方向反应的程度大于甲中,导致到达平衡时甲容器中C的物质的量大于乙容器中C的物质的量。
甲、乙容器中压强相等,若平衡时K停留在左侧1处,则活塞停留在6处右侧。
D错误。
答案:
D
13.可逆反应A(g)+B
C(g)+D达到平衡时,下列说法不正确的是( )
A.若增大A的浓度,平衡体系颜色加深,D不一定是具有颜色的气体
B.增大压强,平衡不移动,说明B、D必是气体
C.升高温度,C的百分含量减小,说明正反应是放热反应
D.若B是气体,增大A的浓度会使B的转化率增大
解析:
增大压强,平衡不移动,B、D既可以都是气体,也可以都不是气体。
答案:
B
14.反应:
PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)①
2HI(g)
H2(g)+I2(g)②
2NO2(g)
N2O4(g)③
在一定条件下,达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。
若保持各反应的温度和容器的体积都不改变,分别再加入一定量的各自的反应物,则转化率( )
A.均不变B.①增大,②不变,③减少
C.均增大D.①减少,②不变,③增大
解析:
对于可逆反应:
aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,平衡向正方向移动,但该反应物A的转化率的变化与方程式中气体的系数有关:
Ⅰ.若a=b+c,A的转化率不变,如题给反应②;Ⅱ.若a>b+c,A的转化率增大,相当于题给反应③,Ⅲ.若a
本题也可这样理解:
在恒温恒容条件下,对反应物只有一种的可逆反应来说,增大反应物浓度,同时反应体系的压强也增大了(这是一个隐含条件),讨论如下:
①若压强增大能使平衡移动,且移动方向与增大反应物浓度使平衡移动方向一致,则反应物转化率增大,若方向不一致,则反应物转化率减小。
②若压强增大不能使平衡移动,则反应物的转化率不变。
再结合题目的反应即可判断。
答案:
D
15.在实验室进行工业合成氨的模拟实验:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0
当反应达到平衡后,分离出氨,并补充氮气、氢气物质的量之比与起始时相同的原料气,以实现连续生产,各组分物质的量和时间的关系如下图所示。
(1)起始时刻氮气与氢气的物质的量之比n(N2)∶n(H2)=________。
反应开始至15min时第一次达到平衡,容器体积为1L,这段时间内,以NH3的浓度变化表示的平均反应速率是________。
(2)写出代表H2的曲线在下列时刻的坐标并在图上画出t1~t2间的曲线: