1、选择题 一定温度下,在2 L密闭容器中发生下列反应:4NO2(g)+O2(g)
2N2O5(g);已知该反应的平衡常数:K300 ℃>K350 ℃,且n(NO2)(单位:mol)随时间变化如下表:
时间(s)
| 0
| 500
| 1000
| 1500
|
t1℃
| 20
| 13.96
| 10.08
| 10.08
|
t2℃
| 20
| a
| b
| c
|
?
下列说法一定正确的是(?)
A.正反应为吸热反应
B.如果t2℃<t1℃,那么a>b=c,且a=10+0.5b
C.如果t2℃<t1℃,那么t2℃达到平衡的时间介于1 000 s至1 500 s之间
D.如果t2℃>t1℃,那么b>10.08
参考答案:D
本题解析:A项,温度越低,平衡常数越大,说明正反应为放热反应,错误;B项,降温,反应速率减慢,1 000 s时未平衡,b与c不相等,错误;C项,t2℃时,由于反应速率减小,达到平衡所用时间长,大于1 000 s,但无法确定达到平衡所需时间;D项,升温,平衡左移,致使b>10.08,正确。
本题难度:一般
2、填空题 在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应应:
A(g)
B(g)+C(g)?△H ="+85.1" kJ· mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h
| 0
| 1
| 2
| 4
| 8
| 16
| 20
| 25
| 30
|
总压强p/100kPa
| 4.91
| 5.58
| 6.32
| 7.31
| 8.54
| 9.50
| 9.52
| 9.53
| 9.53
|
?
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为?。
(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为?。
平衡时A的转化率为?,列式并计算反应的平衡常数K ?。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),
n总=??mol,n(A)= ?mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a=??
反应时间t/h
| 0
| 4
| 8
| 16
|
c(A)/(mol·L-1)
| 0.10
| a
| 0.026
| 0.0065
|
分析该反应中反应反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是?,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为??mol·L-1
参考答案:(1)升高温度、降低压强
(2)α(A)=(
-1)×100%;94.1%;K=
=1.5;
(3)①0.1×
;0.1×(2-
);
②0.051;每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。0.013
本题解析:(1)根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征,要使A的转化率增大,平衡要正向移动,可以采用升高温度、降低压强的方法。
(2)反应前气体总物质的量为0.10mol,令A的转化率为α(A),改变量为0.10α(A) mol,根据差量法,气体增加0.10α(A)mol,由阿伏加德罗定律列出关系:
=
α(A)=(
-1)×100%;α(A)=(
-1)×100%=94.1%
平衡浓度C(C)=C(B)=0.1×94.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L,K=
=1.5
(3)①
=
? n=0.1×
?;其中,n(A)=0.1-(0.1×
-0.1)=0.1×(2-
)
②n(A)=0.1×(2-
)=0.051? C(A)=0.051/1=0.051mol/L
每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。当反应12小时时,C(A)=0.026/2=0.013mol/L
本题难度:一般
3、填空题 甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号
| T(°C)
| n(CO)/n(H2)
| p(MPa)
|
ⅰ
| 150
| ?
| 0.1
|
ⅱ
| ________
| ________
| 5
|
ⅲ
| 350
| ________
| 5
|
?
参考答案:(1)①0.0030 mol·L-1·min-1 ②< 2.25×10-4 ③减小 (2)④< < ⑤B、D
⑥
实验编号
T(°C)
n(CO)/n(H2)
p(MPa)
ⅰ
?
?
?
ⅱ
150
1/3
?
ⅲ
?
1/3
?
本题解析:(1)在100°C时,CH4的转化率为0.5,则有
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
起始:? 1.0 mol? 2.0 mol? 0? 0
变化:? 0.5 mol? 0.5 mol? 0.5 mol? 1.5 mol
平衡:? 0.5 mol? 1.5 mol? 0.5 mol? 1.5 mol
v(H2)=(1.5 mol/100 L)/5 min=0.0030 mol/(L·min)。
K=[c(CO)×c3(H2)]/[c(CH4)×c(H2O)]=0.005×0.0153/(0.005×0.015)=2.25×10-4。
在其他条件不变的情况下降低温度,正逆化学反应速率都减小。
(2)④因反应自发进行,故ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔH<0,反应前后分子数减小,故ΔS<0。⑤由于ΔH<0,则升高温度,平衡逆向移动,甲醇产率降低,A不合题意;将CH3OH(g)从体系中分离出来,平衡正向移动,甲醇产率增加,B符合题意;充入He,使体系总压强增大,但各物质的浓度不变,平衡不移动,C不合题意;再充入1 mol CO和3 mol H2,相当于增大反应物浓度,平衡正向移动,D符合题意。⑥显然该同学通过“控制变量法”探究温度、压强对化学平衡的影响,探究的前提只能是改变一个条件,而其他条件不变,故实验ⅱ的温度是150°C,n(CO)/n(H2)=1/3,同样 实验ⅲ中n(CO)/n(H2)=1/3。
本题难度:一般
4、填空题 (Ⅰ)已知在448℃时,反应H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常数K1为49,则该温度下反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为______;反应
H2(g)+I2(g)?HI(g)的平衡常数K3为_______.
(Ⅱ)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的关系如下表所示:
| t/℃ | 700 | 800 | 830 | 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(填“吸热”或“放热”).
(3)能判断该反应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C(CO)不变
C.V(H2)正=V(H2O)逆? 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),判断此时温度为______℃.
参考答案:(Ⅰ)448℃时,反应H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常数K1为49,
则温度下反应2HI(g)?H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为1K1=149,
反应12H2(g)+12I2(g)?HI(g)的平衡常数K3为
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 在醋酸中存在电离平衡:CH3COOH
?CH3COO-+H+,要使溶液中的c(CH3COO-)提高,应采取的措施是(?)
A.加水
B.加热
C.加CH3COONa固体
D.加很稀的NaOH溶液
参考答案:BC
本题解析:在醋酸中存在电离平衡:CH3COOH
?CH3COO-+H+,要使溶液中的c(CH3COO-)提高,可以加入可以提供CH3COO-的盐,故选C,加热可以使平衡向吸热方向移动,故选B,加水会稀释使浓度降低;加很稀的NaOH溶液,同样相当于稀释;故选BC。
点评:以下列表归纳了外界条件变化对电离平衡及c(H+)的影响,这里假设弱电解质AB可以电离成(A+)和(B-),且电离过程吸热,
则
电离方程式
AB=(可逆反应)=(A+)+(B-)
条件改变内容
v(正),v(逆)关系
平衡移动方向
增大c(AB)
v(正)>v(逆)
向右
减小c(AB)
v(正)<v(逆)
向左
增大c(A+)
v(正)<v(逆)
向左
减小c(A+)
v(正)>v(逆)
向右
增大c(B—)
v(正)<v(逆)
向左
减小c(B—)
v(正)>v(逆)
向右
稀释溶液
v(正)>v(逆)
向右
升高温度
v(正)>v(逆)
向右
降低温度
v(正)<v(逆)
向左
为了便于理解,可以参考醋酸(CH3COOH)的电离平衡,将CH3COOH代入上表的AB,将H+代入A+,将CH3COO-代入B—。
本题难度:简单