題目列表(包括答案和解析)

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2.一定條件下,某密閉容器中發(fā)生了如下反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH<0,反應達到平衡后,SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比為3∶2∶5,保持其他條件不變,升溫后達到新的平衡時,SO2、O2的物質(zhì)的量分別為1.4 mol和0.9 mol,此時容器內(nèi)SO3的物質(zhì)的量應為                 

( )

A.1.8 mol                 B.2 mol

C.2.2 mol                 D.2.4 mol

[解析] 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0

n舊平衡     3x    2x     5x

n新平衡     1.4    0.9

Δn(SO2)∶Δn(O2)=|3x-1.4|∶|2x-0.9|=2∶1

解得x=0.4

3x=1.2

2x=0.8

5x=2

所以平衡向逆方向移動。

Δn(SO3)=Δn(SO2)=1.4 mol-3x mol=0.2 mol

所以新平衡時:n(SO3)=5x mol-0.2 mol=1.8 mol。

[答案] A

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1.在密閉容器中,一定條件下,進行如下反應:NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g);ΔH=-373.2 kJ/mol,達到平衡后,為提高該反應的速率和NO的轉(zhuǎn)化率,采取的正確措施是

( )

A.加催化劑同時升高溫度   B.加催化劑同時增大壓強

C.升高溫度同時充入N2            D.降低溫度同時增大壓強

[解析] 該可逆反應中正反應為氣體體積減小的放熱反應,升高溫度反應速率增大,平衡左移,NO轉(zhuǎn)化率減小。降低溫度反應速率減小,平衡右移,NO轉(zhuǎn)化率增加。增大壓強反應速率增大,平衡右移,NO轉(zhuǎn)化率增大。加催化劑,反應速率增大,不影響平衡。充入N2若容器體積不變則速率、平衡不受影響,若容器體積擴大則反應速率減小。

[答案] B

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14.二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料,但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容之一。

(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3

2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關系如右圖所示。

根據(jù)圖示回答下列問題:

①將2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密閉容器中,反應達平衡后,體系總壓強為0.10 MPa。該反應的平衡常數(shù)等于________________。

②平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A)______K(B)(填“>”“<”或“=”)。

(2)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g) +2H2O(g);ΔH=-574 kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);

ΔH=-1 160 kJ·mol1

若用標準狀況下4.48 L CH4還原NO2至N2,整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為_________(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示),放出的熱量為________kJ。

(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe2Ox 3<x<4,M=Mn、Co、Zn或Ni)由鐵酸鹽(MFe2O4)經(jīng)高溫還原而得,常溫下,它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉(zhuǎn)化流程如下圖所示:

請寫出MFe2Ox分解SO2的化學方程式____________________(不必配平)。

[解析] (1)①  2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)

起始濃度 mol·L1         0

平衡濃度  mol·L1  0.04   0.02   0.16

K==800  L·mol1

②平衡狀態(tài)由A變到B時,條件的改變是增大壓強,溫度沒有變化,所以平衡常數(shù)不變,K(A)=K(B)。

(2)將兩熱化學方程式相加得

2CH4(g)+4NO2(g)===2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g);

ΔH=-1 734 kJ·mol1

可以看出2×22.4 L CH4被氧化轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為16NA,放出熱量1 734 kJ。4.48 L轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為1.6NA,放出熱量173.4 kJ。

(3)因為MFe2Ox是由MFe2O4經(jīng)高溫還原而得,所以它與SO2反應時作還原劑,SO2為氧化劑,則可以寫出化學方程式MFe2Ox+SO2―→MFe2O4+S

[答案] (1)①800 L·mol1 ②=

(2)1.60NA(或1.6NA) 173.4

(3)MFe2Ox+SO2―→MFe2O4+S

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0.003 mol·L1·s1,則v(O2)=v(NO)=0.001 5 mol·L1·s1。

(2)a項中未指明正、逆反應速率,故無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài);由于該反應是前后氣體體積不相等的反應,當容器內(nèi)壓強保持不變時,說明該反應已達到平衡狀態(tài),故b項正確;c項中已說明正、逆反應速率相等,故說明該反應已達到平衡狀態(tài);由于氣體總質(zhì)量不變,氣體總體積也不變,因此,無論該反應是否達到平衡,容器內(nèi)密度總保持不變,故d項無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài);

(3)a項能使反應速率減慢,平衡正移,故a項錯誤;b項能使反應速率加快,但平衡逆向移動,故b項錯誤;c項能使反應速率加快,平衡正移,故c項正確;d項能使反應速率加快,但對平衡無影響,故d項錯誤。

[答案] (1)b 1.5×103 mol·L1·s1

(2)bc (3)c

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13.在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g);ΔH<0。體系中,n(NO)隨時間的變化如表:

時間(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)
(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007

(1)如圖中表示NO2的變化曲線是___________________。

用O2表示從0-2 s內(nèi)該反應平均速率v=________________________。

(2)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________。

a.v(NO2)=2v(O2)               b.容器內(nèi)壓強保持不變

c.v(NO)=2v(O2)             d.容器內(nèi)密度保持不變

(3)下列措施能使該反應的反應速率增大,且平衡向正反應方向移動的是________。

a.及時分離出NO2氣體           b.適當升高溫度

c.增大O2的濃度               d.選擇高效催化劑

[解析] (1)由平衡體系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2為生成物,在0 s時,c(NO2)=0 mol·L1,隨反應的進行,c(NO2)逐漸增大,當達到平衡時,c(NO2)==0.006 5 mol·L1,故表示NO2變化曲線的為b。v(NO)====

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12.(2008年江蘇)將一定量的SO2和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中,550 ℃時,在催化劑作用下發(fā)生反應:2SO2+O22SO3(正反應放熱)。反應達到平衡后,將容器中的混合氣體通入過量NaOH溶液,氣體體積減少了21.28 L;再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2,氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標準狀況下的體積)。(計算結果保留一位小數(shù))

請回答下列問題:

(1)判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是________。(填字母)

a.SO2和SO3濃度相等

b.SO2百分含量保持不變

c.容器中氣體的壓強不變

d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等

e.容器中混合氣體的密度保持不變

(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是________。(填字母)

a.向裝置中再充入N2  b.向裝置中再充入O2

c.改變反應的催化劑  d.升高溫度

(3)求該反應達到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分數(shù)表示)。

(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?

[解析] 本題主要考查平衡的基本計算及平衡狀態(tài)的判斷。

(1)平衡狀態(tài)的特征是各組分含量保持不變和vB()vB(),所以b正確,a、d錯誤,由于左右兩邊計量數(shù)不等,所以壓強不變也說明是平衡態(tài),而ρ=,氣體質(zhì)量守恒,容器體積又不變,所以ρ始終不變;

(2)欲提高轉(zhuǎn)化率,即促使平衡右移,充入N2無影響,充入O2平衡右移,催化劑只改變反應速率,對平衡無影響,升高溫度,平衡左移,所以選b;

(3)消耗氧氣的物質(zhì)的量:0.7 mol-=0.45 mol

生成SO3的物質(zhì)的量:0.45 mol×2=0.9 mol

SO2和SO3的物質(zhì)的量之和:=0.95 mol

反應前SO2的物質(zhì)的量:0.95 mol

SO2的轉(zhuǎn)化率:×100%=94.7%

即該反應達到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率是94.7%。

(4)在給定的條件下,溶液呈強酸性,BaSO3不會沉淀。因此BaSO4的質(zhì)量:0.90 mol×0.05×233 g/mol≈10.5 g

[答案] (1)b、c (2)b (3)94.7% (4)10.5 g

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11.(2009年全國Ⅱ理綜)某溫度時,在2  L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應生成氣態(tài)物質(zhì)Z,它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表所示。

(1)根據(jù)下表中數(shù)據(jù),在下圖中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線:

t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90

(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是___________________________________________;

(3)列式計算該反應在0-3 min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應速率:______________________________________________;

(4)該反應達到平衡時反應物X的轉(zhuǎn)化率α等于________;

(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線1、2、3(如下圖所示)則曲線1、2、3所對應的實驗條件改變分別是:

1______________,2______________,3______________。

[解析] (2)由表中數(shù)據(jù)可知X、Y、Z是以1∶2∶2的比例進行反應的,且9 min以后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不發(fā)生變化也均不為零,說明該反應是可逆反應,且反應方程式為:X+2Y2Z。

(3)v(Z)===0.083 mol·L1·min1.

(4)α(X)=×100%=×100%=45%。

(5)對比曲線1和表中數(shù)據(jù)可知:曲線1達到平衡所用時間短(2 min),且生成的Z較少,即相對原平衡來說是增大了反應速率且平衡向逆向移動,故曲線1改變的條件是升高了溫度。對比曲線2和表中數(shù)據(jù)可知:曲線2達到平衡所用時間短(1 min),但Z的量不變,即加快了反應速率但平衡沒有移動,故曲線2改變的條件是加入了催化劑。對比曲線3和表中數(shù)據(jù)可知:曲線3達到平衡所用時間短(7 min),且平衡時生成Z的量增多(0.95 mol),即加快了反應速率且平衡向正向移動,故曲線3改變的條件是增大壓強。

[答案] (1)

(2)X+2Y2Z

(3)=0.083 mol·L1·min1 (4)45%

(5)升高溫度 加入催化劑 增大壓強

試題詳情

10.一定條件下,合成氨反應達到平衡時,測得混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為20.0%,與反應前的體積相比,反應后體積縮小的百分率是

( )

A.16.7%    B.20.0%

C.80.0%               D.83.3%

[解析] 合成氨反應是反應后氣體體積減小的反應。按正常思路利用平衡計算方法。設N2、H2起始的物質(zhì)的量分別為xy,N2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為z,得出

 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始物質(zhì)的量       x   y   0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量       z   3z   2z

平衡物質(zhì)的量       (xz)  (y-3z)  2z

平衡時總的物質(zhì)的量為(xz)+(y-3z)+2zx+y-2z

即生成氨氣的物質(zhì)的量就是氣體總的減少的物質(zhì)的量。

根據(jù)=20%⇒z=,得體積縮小的百分率為==≈16.7%

另附巧解方法:從化學方程式中知反應后氣體中生成的氨氣的物質(zhì)的量等于氣體減少的物質(zhì)的量。氨氣占反應后氣體總量的20%,那么減少的氣體體積與反應前氣體總體積比必小于20%。答案只有A符合。

[答案] A

試題詳情

9.(2008年海南)X、Y、Z三種氣體,取X和Y按1∶1的物質(zhì)的量之比混合,放入密閉容器中發(fā)生如下反應:X+2Y2Z,達到平衡后,測得混合氣體中反應物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量之比為3∶2,則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于

( )

A.33%        B.40%

C.50%                       D.66%

[解析]  X + 2Y2Z

  起始     n mol   n mol   0 mol

  轉(zhuǎn)化     x     2x    2x

  平衡時    nx   n-2x   2x

= xn mol。

所以Y的轉(zhuǎn)化率為×100%=66%。

[答案] D

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8.已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol1。一定條件下,向體積為1 L的密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化曲線如下圖所示。下列敘述中,正確的是

( )

A.升高溫度能使增大

B.反應達到平衡狀態(tài)時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為75%

C.3 min時,用CO2的濃度表示的正反應速率等于用CH3OH的濃度表示的逆反應速率

D.從反應開始到平衡,H2的平均反應速率v(H2)=0.075 mol·L1·min1

[解析] 該反應ΔH<0,為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,n(CH3OH)減小,n(CO2)增大,減小,A錯;反應達平衡時,CO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,B對;3 min時,c(CH3OH)=c(CO2),由于3 min后c(CH3OH)增大,c(CO2)減小,即v>v,因此用CO2的濃度表示的正反應速率大于用CH3OH的濃度表示的逆反應速率,C錯;

0-10 min內(nèi),v(CO2)==0.075 mol·L1·min1,根據(jù)同一反應中用不同物質(zhì)表示的反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,v(H2)=3v(CO2)=0.225 mol·L1·min1,D錯。

[答案] B

試題詳情


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