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1、选择题 一定条件下,在容积不变的密闭容器中加入P、Q进行反应P(g)+2Q(g)
3R(g)+S(l),说明该反应已达到平衡的是
A.反应容器中气体的平均摩尔质量不再改变
B.反应容器中P、Q、R、S四者共存
C.2v正(Q)="3" v逆(R)
D.反应容器中压强不随时间变化而变化
参考答案:A
本题解析:A、正确;B、即使未达到平衡,反应容器中P、Q、R、S四者也会共存,错误;C、2v正(Q)="3" v逆(R) 是个恒等式,不管是否达到平衡,错误;D 、因为反应物和生成物的体积一样,所以压强一直不变,错误。
本题难度:一般
2、选择题 在一定温度下,反应
的平衡常数为10。若将10 mol的HX(g)通入体积为1.0 L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于
[? ]
A.5%
B.33%
C.25%
D.17%
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0.若向一个2L的密闭容器中充入0.4mol?SO2、0.2mol?O2和0.4mol?SO3发生上述反应.
请回答下列问题:
(1)当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是(填序号).
A.c(SO2)=0.3mol/L、c(O2)=0.15mol/L
B.c(SO3)=0.4mol/L
C.c(O2)=0.2mol/L或c(SO2)=0.4mol/L
D.c(SO3)=0.3mol/L
(2)任选上述一种可能的情况,计算达到平衡时的平衡常数为______.
(3)某温度时,将4mol?SO2和2mol?O2通入2L密闭容器中,10min时反应达到平衡,SO2的转化率为80%,则0~10min内的平均反应速率v(O2)=______,该温度下反应2SO2(g)+O2(g)?2S03(g)的平衡常数K=______.
参考答案:(1)SO2、O2、SO3起始浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,
A、SO2和O2的浓度增大,SO2、O2的浓度增大分别为0.1mol/L、0.05mol/L,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,实际变化应小于该值,且为2:1,故A可能;
B.SO3的浓度增大,浓度增大为0.2mol/L,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故B不可能;
C.SO2、O2的浓度增大,说明反应向逆反应方向进行建立平衡,若SO3完全反应,则SO2和O2的浓度浓度变化分别为0.2mol/L、0.1mol/L,实际变化应小于该值,故C不可能;
D.SO3的浓度增大,浓度增大为0.1mol/L,说明该反应向正反应方向进行建立平衡,若二氧化硫和氧气完全反应,SO3的浓度的浓度变化为0.2mol/L,实际变化小于该值,故D可能;
故答案为:AD;
(2)选则A计算平衡常数,SO2、O2的浓度增大分别为0.1mol/L、0.05mol/L,则SO3的浓度减少量为0.1ml/L,故平衡时SO3的浓度为0.2mol/L-0.1ml/L=0.1mol/L,故平衡常数k=0.120.32×0.15=0.74;
故答案为:0.74;
(3)SO2的转化率为80%,则参加反应的SO2为4mol×80%=3.2mol,故参加反应的O2为3.2mol×12=1.6mol,故v(O2)=1.6mol2L10min=0.08mol/(L?min);
计算SO2、O2的起始浓度分别为2mol/L、1mol/L,SO2的浓度变化量为3.2mol2L=1.6mol/L,则:
? 2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)
开始(mol/L):2? 1? 0
变化(mol/L):1.6? 0.8? 1.6
平衡(mol/L):0.4? 0.2? 1.6
故该温度下平衡常数k=1.620.42×0.2=80,
故答案为:0.08mol/(L?min);80.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一定条件下,合成氨气反应达到平衡时,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%
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 一定条件下反应2AB(g)
?A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是 (?)
A.单位时间内生成nmolA2,同时消耗2n molAB
B.容器内,3种气体AB、A2、B2共存
C.容器的总压强不变
D.容器中各组分的体积分数不随时间变化
参考答案:D
本题解析:反应2AB(g)
?A2(g)+B2(g),反应前后压强不随时间的变化而变化;所以B,C都错;而单位时间内生成nmolA2,同时消耗2n molAB都表示的是正反应速率;故选D。
点评:判定一化学平衡状态的一般标志
化学平衡状态的标志可概括为“一等五不变”,现以mA(g)+nB(g)2pC(g)+qD(g)为例,化抽象为具体,提高学生对此标志的理解。
1.一等
“一等”即正反应速率等于逆反应速率,其意义是针对反应体系中同一反应物(或生成物)而言的,而不是同一反应中的不同物质。若用同一反应中不同物质来表示正反应速率和逆反应速率,必须要求两速率反向(切忌单向速率)且两速率之比等于其对应的化学计量数之比。在试题中可有以下几种具体形式出现:
⑴同一物质的正反应速率等于逆反应速率,如υA(消耗)=υA(生成)或υD(消耗)=υD(生成)。
⑵某反应物的正反应速率与另一反应物的逆反应速率之比等于化学计量数之比,如υA(消耗):υB(生成) =m:n,或υC(消耗):υD(生成) =p:q。
⑶某反应物的正反应速率与某生成物的逆反应速率之比等于化学计量数之比,如υA(消耗):υC(消耗) =m:p,或υB(生成):υD(生成) = n:q。
⑷对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
2.五不变
“五不变”即反应混合物中各组分的浓度保持不变,其意义是指各组分的物质的量不变 ;各组分的浓度不变;各组分的百分含量不变;反应物的转化率不变;对于全为气体的可逆反应,当m+n╪p+q时,混合气体总物质的量不变。
在试题中可有以下几种具体形式出现:
⑴各组分的物质的量不变,如一定温度的密闭容器中,A、B、C、D的分子数不再改变。
⑵各组分的浓度不变,如外界条件不变时,对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应,混合气体的颜色不随时间发生变化。
⑶各组分的百分含量不变,如各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数保持不变。
⑷反应物的转化率不变,如在一定条件下,A或B的转化率不再改变。
以上各项既适用于反应前后气体化学计量数之和不相等的可逆反应,又适用反应前后气体化学计量数之和相等的可逆反应。
⑸对于全为气体参加的前后化学计量数改变的可逆反应,混合气体总物质的量不变。如当m+n╪p+q时,恒温恒容时,体系的总压强不发生变化;当m+n╪p+q时,恒温恒压时,体系的总体积不发生变化;当m+n╪p+q时,恒容时混合气体的平均相对分子质量不发生变化。
二化学平衡状态的特殊标志
在恒容条件下,混合气体的密度能否作为化学平衡状态的标志呢?这主要看可逆反应中有无非气态物质参加或生成。因为该条件下的气体密度只和气体的质量有关,若是全气态物质参加的可逆反应,在恒容条件下,不论是否达到平衡,混合气体的总质量都不发生变化,混合气体的密度不发生变化,此时不能作为化学平衡状态的判断标志。若有非气态物质参与的可逆反应,在恒容条件下,只有达到平衡时,混合气体的总质量才不会发生变化,混合气体的密度不会发生变化,此时密度才能作为化学平衡状态的判断标志。
本题难度:简单