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1、计算题 把4 mol N2和8 mol H2置于5 L密闭容器合成氨反应,经过2min后达到平衡时测得混合气体中含NH3的体积百分比为20%,求:(1)混合气体中含H2的体积百分比;?
(2)反应前后容器内的压强比;? (3)N2和H2的转化率。(4)求H2的反应速率
参考答案:(1)50%? (2)6:5? (3) N2的转化率为25%,H2的转化率为37.5%
本题解析:略
本题难度:简单
2、填空题 某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,当HA浓度为
时,其电离度为0.20(电离度=已电离的HA分子数/起始HA的总分子数);在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1;其他信息如下:
25℃平衡体系
| 平衡常数
| 焓变
| 起始总浓度
|
在水中,HA 
| 
| 
| 
|
在苯中,2HA 
| 
| 
| 
|
?
回答下列问题:
(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=___________。
(2)25℃,该水溶液的pH为___________,(已知:1g2=0.3,lg3=0.5)在苯体系中HA的转化率为___________。
(3)在苯中,HA发生二聚:2HA
(HA)2,反应在较低温度下自发进行,则
___________0。
(4)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足
=130,则反应向___________方向进行。
参考答案:(1)
mol/L?(2)3.2,? 40%?(3)<?(4)正
本题解析:(1)HA在水溶液中电离:HA
H++A-,根据电离度为0.20,c(H+)=3.0×10-3mol/L×0.20=6.0×10-4mol?L?1,则K=6.0×10-4mol?L?1×6.0×10-4mol?L?1÷(3.0×10-3mol?L?1—6.0×10-4mol?L?1)=1.5×10-4mol?L?1。(2)pH=-lg(H+)=-lg(6.0×10-4)=3.2;达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1,c(HA)=3.0×10-3mol?L?1—6.0×10-4mol?L?1=2.4×10-3mol?L?1,转化的HA为4.0×10-3mol?L?1—2.4×10-3mol?L?1=1.6×10-3mol?L?1,所以在苯体系中HA的转化率为,1.6×10-3mol?L?÷4.0×10-3mol?L?1×100% ="40%" 。(3)该反应在较低温度下自发进行,T较小时,?H-T?S<0,因为反应物质的量减小,即?S<0,所以?H<0。(4)由(2)中数据可算出2HA
(HA)2的平衡常数K=8.0×10-4mol?L?1÷(2.4×10-3mol?L?1)2=146,
=130<K,所以反应向正反应方向进行。
本题难度:一般
3、填空题 恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:A(气)+B(气)
C(气)
(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成a molC,若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为___________mol。
(2)若开始时放入x molA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3a mol,则
x=______mol,y=_______mol。平衡时,B的物质的量__________(选填一个编号)
(甲)大于2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2mol
(3)若在(2)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是__________。
若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(4)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC。将b与(1)小题中的a进行比较正确的是
__________ (选填一个编号)。
(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小
参考答案:(1)3a
(2)2;3-3a;丁
(3)
(4)乙
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一定条件下存在反应:A(g)+B(g)
C(g)+D(g) ΔH<0。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 molA和1 mol B,在Ⅱ中充入1 mol C和1 mol D,在Ⅲ中充入2 mol A和2 mol B,500℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中A的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中A的转化率与容器Ⅱ中C的转化率之和小于1
参考答案:CD
本题解析:在Ⅰ中充入1 molA和1 mol B,在Ⅱ中充入1 mol C和1 mol D,反应是从正、逆两个反应方向发生。当反应达到平衡时各组分的含量相同。为同一平衡状态。但是正反应是放热反应,而逆反应为吸热反应,由于反应放出的热量不同,所以反应速率不同。错误。B.容器Ⅲ中由于反应物浓度大,化学平衡正向移动,放热更多。由于温度不同,所以这两个容器的反应的平衡常数不相同。错误。C.由于容器Ⅰ的正反应为放热反应。随着反应的进行,反应的温度升高。而升高温度,化学平衡向逆反应方向移动。因此容器Ⅰ中A的物质的量比容器Ⅱ中的多。正确。D.容器Ⅰ中反应是从正反应方向开始的,容器Ⅱ中是反应是从逆反应方向开始的。由于恒容绝热(与外界没有热量交换),所以A的转化率与容器Ⅱ中C的转化率之和必然小于1。正确。
本题难度:一般
5、填空题 (10分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为:1/3Fe2O3(s)+CO(g)
2/3Fe(s)+CO2(g)
温度/℃
| 1000
| 1150
| 1300
|
平衡常数
| 4.0
| 3.7
| 3.5
|
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=?,△H?0(填“>”、“<”或“=”);
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过l0 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=?、CO的平衡转化率= ?:
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是?。
A.减少Fe的量? B.增加Fe2O3的量? C.移出部分CO2
D.提高反应温度? E.减小容器的容积? F.加入合适的催化剂
参考答案:⑴c(CO2)/ c(CO)(2分)<(2分)
⑵6×10-3mol/(L·min)(2分)? 60%(2分)? ⑶c(2分)
本题解析:(1)平衡常数是指在一定条件下的可逆反应中,当达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物难得的幂之积的比值,所以其表达式为K=c(CO2)/ c(CO)。根据有关数据可知,温度越高平衡常数越小,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应。
(2)设平衡时CO的物质的量浓度是x,则消耗CO的浓度是0.1-x,生成CO2也是0.1-x,平衡是CO2就是0.1-x+0.1=0.2-x。根据平衡常数可知
?,解得x=0.04mol/L,所以消耗CO是0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L,则其转化率是0.06÷0.1×1005=60%。CO2的反应速率是0.06mol/L÷10min=6×10-3mol/(L·min)。
(3)固体质量的变化,不影响平衡状态,AB不正确。C是解得生成物浓度,平衡向正反应方向移动,转化率增大。正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,转化率降低。反应前后体积不变,改变压强,平衡不移动。同样催化剂也不能影响平衡状态,所以正确的答案是C。
本题难度:一般