C.C的体积分数下降D.B的转化率升高
7.反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)在一定容积的密闭容器中进行,则下列说法或结论中,能够成立的是()
A.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,反应速率减小
B.保持体积不变,充入少量He气体使体系压强增大,反应速率一定增大
C.反应达平衡状态时:
v(CO)正=v(H2O)逆
D.其他条件不变,适当增加C(s)的质量会使反应速率增大
8.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
已知:
气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
下列说法正确的是
A.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
B.550℃时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动
C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向正反应方向移动
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
9.反应N2O4(g)
2NO2(g)ΔH=+57kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。
下列说法不正确的是
A.A点的反应速率小于C点的反应速率
B.A、C两点气体的颜色:
A浅,C深
C.由状态B到状态A,可以用降温的方法
D.A、C两点气体的平均相对分子质量:
A<C
二、多选题
10.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是()
选项
实验操作和现象
实验结论
A
将含有SO2的废气通入BaCl2溶液中,出现白色沉淀
SO2与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀
B
向某密闭容器充入NO2,保持温度不变,慢慢扩大容器体积,最终容器中气体颜色比开始时浅
平衡2NO2(g)⇌N2O4(g)正向移动
C
向蔗糖中加入适量浓硫酸,并不断用玻璃棒搅拌,蔗糖变黑,体积膨胀,并放出刺激性气味气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
D
在酒精灯上加热铝箔,铝箔熔化,熔化的铝并不滴落
熔点:
氧化铝>铝
A.AB.BC.CD.D
三、综合题
11.将2molSO2和1molO2混合置于体积可变,压强恒定的密闭容器中,在一定温度下发生如下反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H<0,当反应进行到时间t1点时达到平衡状态,测得混合气体总物质的量为2.1mol.试回答下列问题:
(1)若平衡时,容器体积为aL,写出该反应的平衡常数为:
K=__________(用含a的代数式表示)
(2)反应进行到t1时,SO2的体积分数为_______________;
(3)若在t1时充入一定量的氩气(Ar),SO2的物质的量将________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)若在t1时升温,重新达到平衡状态,新平衡混合物中气体的总物质的量____2.1mol(填“<”、“>”或“=”),简单说明原因:
____________。
(5)若t1达到平衡后,保持容器的体积不再变化。
再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3,此时v逆________v正(填“<”、“>”或“=”)。
(6)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
容器1
容器2
容器3
反应温度T/K
700
700
800
反应物投入量
2molSO2、1molO2
4molSO3
2molSO2、1molO2
平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1
v1
v2
v3
平衡c(SO3)/mol·L-1
c1
c2
c3
平衡体系总压强p/Pa
p1
p2
p3
物质的平衡转化率α
α1(SO2)
α2(SO3)
α3(SO2)
平衡常数K
K1
K2
K3
用“<”、“>”或“=”填入下列横线上:
c2______2c1,v1______v2;K1_____K3,p2____2p3;α1(SO2)_____α3(SO2);α2(SO3)+α3(SO2)_______1
12.磷酸是重要的化学试剂和工业原料。
请回答下列问题:
(1)已知:
25°C时,磷酸和碳酸的电离常数如下表所示。
向Na2CO3溶液中滴加少量H3PO4溶液,反应的离子方程式为__。
(2)已知:
I.CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l)∆H=-271kJ·mol-1
II.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca3(PO4)3F(s)+5H2O(l)∆H=-937kJ·mol-1
回答下列问题:
①工业上用Ca3(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为__。
②一定条件下,在密闭容器中只发生反应II,达到平衡后缩小容器容积,HF的平衡转化率__(填“增大”“减小”或“不变”,下同);HF的平衡浓度__。
(3)工业上用磷尾矿制备Ca3(PO4)3F时生成的副产物CO可用于制备H2,原理为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)∆H。
①一定温度下,向10L密闭容器中充入0.5molCO和lmolH2O(g),2min达到平衡时,测得0~2min内用CO2表示的反应速率v(CO2)=0.02mol·L-1·min-1。
则CO的平衡转化率a=__,该反应的平衡常数K=__。
②在压强不变的密闭容器中发生上述反应,设起始的
=y,CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。
则:
该反应的∆H__0(填“>”“<”或“=”,下同)。
a_1,理由为__。
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
由图可知,CO的浓度减小,甲醇浓度增大,且平衡时c(CO)=0.25mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,转化的c(CO)=0.75mol/L,结合质量守恒定律可知反应为CO+2H2⇌CH3OH,3min时浓度仍在变化,浓度不变时为平衡状态,且增大压强平衡向体积减小的方向移动,以此来解答。
【详解】
A.用CO和H2生产燃料甲醇,反应为CO+2H2⇌CH3OH,故A正确;
B.反应进行至3分钟时浓度仍在变化,没有达到平衡状态,则正、逆反应速率不相等,故B错误;
C.反应至10分钟,ʋ(CO)=
=0.075mol/(L•min),故C正确;
D.该反应为气体体积减小的反应,且K与温度有关,则增大压强,平衡正向移动,K不变,故D正确;
故答案为B。
2.C
【解析】
【分析】
据外因对化学反应速率和化学平衡的影响分析判断。
【详解】
A.物质W为固体,加入少量W不改变W浓度,故υ(逆)不变,A项错误;
B.题中反应前后气体分子数不变,当温度、体积一定时,容器内压强必然不变。
故压强不变时不一定是平衡状态,B项错误;
C.温度越高,化学反应越快。
故升高温度,υ(逆)、υ(正)都增大,C项正确;
D.方程式中的Q表示每摩化学反应的热效应。
平衡后加入X,平衡右移,但Q不变,D项错误。
本题选C。
3.C
【解析】
【分析】
A.钢铁浸泡于食盐水中发生吸氧腐蚀;
B.增大气体压强不能提高活化分子的百分数;
C.反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的ΔS<0,ΔH>0,通过复合判据进行分析;
D.升高温度,平衡逆向移动。
【详解】
A.钢铁浸泡于食盐水中发生吸氧腐蚀,正极的电极反应为:
O2+2H2O+4e-=4OH-,A项错误;
B.增大气体压强不能提高活化分子的百分数,使用催化剂能提高活化分子的百分数,但二者都能增大反应速率,B项错误;
C.反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)的ΔS<0,ΔH>0,ΔG=ΔH-TΔS>0,在任何条件下都不能自发进行,C项正确;
D.升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率降低,在较高温度下反应,与反应速率及催化剂的活性有关,D项错误;
答案选C。
4.A
【解析】
试题分析:
在恒温时,一容积可变的密闭容器中发生反应:
2NO2(g)
N2O4(g)。
达到平衡时,再向容器内通入一定量的NO2(g),由于反应前后反应物和生成物均是一种,因此如果保持压强不变,则平衡等效,体积分数不变,答案选A。
考点:
考查外界条件对化学平衡移动的影响的知识。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据题中数据算出SO2、O2、SO3的平衡浓度依次为0.1mol/L、0.05mol/L、0.9mol/L,因此平衡常数K=
=1620,A项正确;
B.SO2和O2的起始之量之比等于化学计量数之比,因此平衡转化率相等,B项正确;
C.平衡常数只与温度有关,保持温度和容器体积不变,再充入SO3(g),平衡常数不变,C项正确;
D.若不再向容器中加入任何物质,适当压缩容器可使SO2的浓度达到1mol/L,D项错误;
故选D。
6.C
【解析】
【分析】
xA(g)+yB(g)⇌zC(g),平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,A的浓度为0.25mol/L,而再达平衡时,测得A的浓度为0.30mol/L,则说明体积增大(压强减小)平衡逆向移动,据此分析解答。
【详解】
由信息可知,平衡时测得A的浓度为0.50mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达到平衡时测得A的浓度为0.30mol/L,体积增大,相当于压强减小,平衡逆向移动。
A.减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,说明逆反应方向为体积增大的方向,则x+y>z,故A错误;
B.由上述分析可知,平衡逆向移动,故B错误;
C.平衡逆向移动,C的体积分数减小,故C正确;
D.平衡逆向移动,B的转化率降低,故D错误;
故选C。
7.C
【解析】
【详解】
A.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,物质的浓度增大,反应速率加快,A错误;
B.保持体积不变,充入少量He气体使体系压强增大,由于反应体系的物质浓度不变,所以反应速率不变,B错误;
C.反应达平衡状态时任何物质的浓度不变,用同一物质表示的反应速率相同,v(H2O)正=v(CO)正=v(H2O)逆,则v(H2O)正=v(H2O)逆,C正确;
D.其他条件不变,适当增加C(s)的质量,由于C是固体,物质的浓度不变,所以反应速率不变,D错误;
故合理选项是C。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.650℃时,反应达平衡后CO、CO2体积分数分别为40%、60%,设总物质的量为1mol,则CO为0.4mol,CO2为0.6mol,CO2的变化量为0.2mol,起始量为0.8mol,转化率为25.0%,A正确;
B.550℃时,若充入惰性气体,压强不变时,体积增大,v(正)、v(逆)均减小,平衡正向移动,B不正确;
C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,体积分数不变,浓度不变,平衡不移动,C不正确;
D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=
=24.0×96%p总,D不正确;
故选A。
9.C
【解析】
【分析】
,该反应为吸热反应,升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大;增大压强,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数减小,结合图象来分析解答。
A.A、C两点都在等温线上,压强越大,反应速率越快;
B.增大压强平衡向逆反应进行,向逆反应进行是减小由于压强增大导致浓度增大趋势,但到达平衡仍比原平衡浓度大;
C.压强相同,升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大,A点NO2的体积分数大;
D.增大压强,化学平衡逆向移动,C点时气体的物质的量小,混合气体的总质量不变,据此判断。
【详解】
A.由图象可知,A. C两点都在等温线上,C的压强大,则A. C两点的反应速率:
AB.由图象可知,A、C两点都在等温线上,C的压强大,与A相比C点平衡向逆反应进行,向逆反应进行是由于减小体积增大压强,平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势,但到达平衡仍比原平衡浓度大,平衡时NO2浓度比A的浓度高,NO2为红棕色气体,则A. C两点气体的颜色:
A浅,C深,故B正确;
C.升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大,由图象可知,A点NO2的体积分数大,则T1D.由图象可知,A. C两点都在等温线上,C的压强大,增大压强,化学平衡逆向移动,C点时气体的物质的量小,混合气体的总质量不变,则平均相对分子质量大,即平均相对分子质量:
A故答案选:
C。
10.CD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于亚硫酸的酸性比盐酸弱,则二氧化硫与氯化钡溶液不反应,不能生成沉淀,现象和结论均不正确,故A错误;
B.由勒沙特列原理可知,减小压强,平衡逆向移动,气体的体积增大,二氧化氮浓度减小,气体颜色变浅,结论不正确,故B错误;
C.向蔗糖中加入浓硫酸,并不断用玻璃棒搅拌,变黑,体积膨胀,放出刺激性气体,反应中生成碳、二氧化碳、二氧化硫等,可说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,故C正确;
D.熔化的铝并不滴落,是因为表面生成熔点更高的氧化铝,故D正确;
故选CD。
【点睛】
本题的易错点为B,要注意平衡移动的原理的应用,本题中气体颜色的深浅与二氧化氮的浓度大小有关,与平衡移动的方向不一定一致。
11.810a9.52%增大>正反应放热,升温,平衡逆向移动,气体的物质的量增大<><><><
【解析】
【详解】
(1)平衡时,体积为aL,
由题可知,(2-2x)+(1-x)+2x=2.1,解得x=0.9,则
;
(2)由
(1)分析可知,反应进行到t1时,SO2的体积分数为
;
(3)该反应在恒压装置中进行,充入氩气,氩气不参加反应,因此容器体积将增大,容器内反应物总压将减小,平衡将向气体体积增大的方向移动,即平衡将逆向移动,SO2的物质的量将增大;
(4)该反应正向为放热反应,升高温度,平衡将向吸热反应方向移动,即平衡将逆向移动,达到新平衡混合物中气体的总物质的量大于2.1mol;
(5)恒容条件下,再加入0.2molSO2、0.1molO2和1.8molSO3,
,反应将正向进行,v逆<v正;
(6)由题中表格信息可知,容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的
(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果,由于加压,化学反应速率加快,则v1<v2;由于平衡右移,则α1(SO2)<α2(SO2),根据勒夏特列原理可得c2>2c1,p1<p2<2p1;容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。
升高温度,化学反应速率加快,则v1<v3;由于平衡左移,则α1(SO2)>α3(SO2),c1>c3。
由于温度升高,气体物质的量增加,故p3>p1。
对于特定反应,平衡常数仅与温度有关,温度升高,题给平衡左移,平衡常数减小,则K1=K2>K3,由以上分析可知c2>2c1,p1<p2<2p1,p1<p3,则p2<2p3,v1<v3,α1(SO2)>α3(SO2),因为c2>2c1,c1>c3,则c2>2c3。
若容器2的容积是容器1的2倍,则两者建立的平衡完全相同,根据平衡特点,此时应存在α1(SO2)+α2(SO3)=1,由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压,故α2(SO3)将减小,则α1(SO2)+α2(SO3)<1,结合α1(SO2)>α3(SO2),则α2(SO3)+α3(SO2)<1。
12.H3PO4+2CO32-=2HCO3-+HPO42-Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)
3H3PO4(l)+HF(g)+5CaSO4(s)ΔH=-418kJ·mol-1增大不变80%
<<相同温度下,y越小,CO的转化率越大,其平衡体积分数越小
【解析】
【分析】
根据电离平衡常数可知酸性有如下关系:
H3PO4﹥H2CO3﹥H2PO4-﹥HCO3-﹥HPO42-,少量H3PO4和CO32-不能生成二氧化碳和水,只能生成HCO3-,由于H2PO4-﹥HCO3-,H2PO4-也能和CO32-反应,所以另一个产物为HPO42-。
【详解】
(1)根据电离平衡常数可知酸性有如下关系:
H3PO4﹥H2CO3﹥H2PO4-﹥HCO3-﹥HPO42-,所以少量磷酸和碳酸钠反应的最终产物为:
NaHCO3和NaHPO4,所以离子方程式为:
H3PO4+2CO32-=2HCO3-+HPO42-,故答案为:
H3PO4+2CO32-=2HCO3-+HPO42-;
(2)①已知:
Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)
CaSO4(s)+H2O(l)ΔH=-271kJ·mol-1
Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)
Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937kJ·mol-1
根据盖斯定律可知Ⅰ×5-Ⅱ即得到Ca5(PO4)3F和硫酸,所以反应制备磷酸的热化学方程式为Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)
3H3PO4(l)+HF(g)+5CaSO4(s) ΔH=-418kJ·mol-1,故答案为:
Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)
3H3PO4(l)+HF(g)+5CaSO4(s)ΔH=-418kJ·mol-1;
②反应Ⅱ的正反应体积减小,所以达到平衡后缩小容器容积平衡向正反应方向移动,HF的平衡转化率增大。
由于温度不变,平衡常数不变,即K=c(HF),因此HF的平衡浓度不变,故答案为:
增大;不变;
(3)①测得0~2min内用CO2 表示的反应速率v(CO2)=0.02mol·L-1·min-1,所以生成CO2浓度是0.04mol/L,则
,因此CO的平衡转化率α=
×100%=80%,该反应的平衡常数K=
=
,故答案为:
80%;
;
②根据图像可知升高温度CO的体积分数增大,说明平衡向正反应方向进行,所以该反应的ΔH<0,由于相同温度下,y越小,CO的转化率越大,其平衡体积分数越小,所以a<1,故答案为:
<;<;相同温度下,y越小,CO的转化率越大,其平衡体积分数越小。
【点睛】
(1)根据电离平衡常数:
H3PO4﹥H2CO3﹥H2PO4-﹥HCO3-﹥HPO42-,H3PO4少量,产物只能是最后两个。