化学平衡状态及其移动课时跟踪训练Word格式文档下载.docx
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C.减小反应物浓度,平衡正向移动
D.加入催化剂,对逆反应的反应速率影响更大,平衡正向移动
解析 升高温度,正、逆反应速率均增大,由于合成氨反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,A项错误;
该反应是反应后气体分子总数减小的反应,增大压强,平衡正向移动;
减小反应物浓度,平衡逆向移动,C项错误;
加入催化剂,同等程度地增大正、逆反应的反应速率,平衡不移动,D项错误。
4.(2017·
合肥一检)在一定温度下的定容密闭容器中,发生反应:
2NO2(g)N2O4(g)。
当下列所给有关量不再变化时,不能表明该反应已达平衡状态的是( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.混合气体的平均相对分子质量
D.
解析 该反应在恒温、恒容条件下进行,气体物质的质量不变,密度始终保持不变,与反应是否达到平衡状态无关,B项符合题意;
该反应为气体分子数减小的反应,反应过程中气体总物质的量减小,压强减小,当压强不变时,说明反应达到平衡状态,A项不符合题意;
反应过程中气体总质量不变,气体总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应达到平衡状态,C项,不符合题意;
=Qc,Qc表示浓度商,当浓度商保持不变时,说明反应达到平衡状态,D项不符合题意。
5.汽车净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH<
0。
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是( )
解析 由于是绝热,恒容密闭体系,随着反应的进行,体系的温度升高,K不断减小,当K不变时,即温度保持不变,该反应达到平衡状态。
6.CO和NO都是汽车尾气中的有害物质,它们之间能缓慢地发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH<0,现利用此反应,拟设计一种环保装置,用来消除汽车尾气对大气的污染,下列设计方案可以提高尾气处理效率的是( )
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
解析 ①选用适当催化剂虽不能提高反应物的转化率,但能加快反应速率,正确;
②因为该反应的正反应为放热反应,所以升高温度,平衡向逆反应方向移动,错误;
③该反应的正反应为气体体积减小的反应,因此降低压强,能使平衡向逆反应方向移动,错误;
④装置中放入碱石灰能吸收CO2,使CO2的浓度降低,平衡向正反应方向移动,正确。
答案 C
7.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:
在
(1)中加入CaO,在
(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现
(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅。
[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]
下列叙述正确的是( )
A.2NO2N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶
(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
解析 加CaO的烧杯
(1)中温度升高,
(1)中红棕色变深,说明平衡逆向移动,平衡混合气体的相对分子质量减小;
(3)中红棕色变浅,说明平衡正向移动,气体的压强减小,加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低,由此可说明2NO2N2O4是放热反应,NH4Cl溶于水时吸收热量。
8.相同温度下,有相同容积的甲、乙两容器,甲容器中充入1gN2和1gH2,乙容器中充入2gN2和2gH2。
下列叙述中不正确的是( )
A.化学反应速率:
乙>甲
B.平衡后N2的浓度:
C.H2的转化率:
D.平衡混合气中H2的体积分数:
解析 容器中发生的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
相同容积的容器中充入不同量的反应物,乙容器中压强大,化学反应速率:
乙>甲,A正确;
根据勒夏特列原理可知,平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器,但会小于甲容器中N2浓度的2倍,B正确;
乙容器中压强较大,平衡向正反应方向移动,所以H2的转化率:
乙>甲,C正确;
平衡混合气中H2的体积分数:
乙<甲,D错误。
答案 D
9.(2016·
龙岩模拟)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
反应一:
Ni(粗,s)+4CO(g)
Ni(CO)4(g)ΔH<
反应二:
Ni(CO)4(g)
Ni(纯,s)+4CO(g)ΔH>
下列说法错误的是( )
A.对于反应一,适当增大压强,有利于Ni(CO)4的生成
B.提纯过程中,CO气体可循环使用
C.升高温度,反应一的反应速率减小,反应二的反应速率增大
D.对于反应二,在180~200℃,温度越高,Ni(CO)4(g)的转化率越高
解析 反应一的正反应是体积减小的反应,增大压强,平衡右移,有利于Ni(CO)4的生成,A正确;
反应一以CO为原料,反应二产生CO,故其可以循环使用,B正确;
升高温度,反应一和反应二的反应速率都增大,C不正确;
反应二的正反应是吸热反应,在180~200℃,温度越高,反应进行程度越大,Ni(CO)4(g)的转化率越高,D正确。
10.恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中,反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,再向容器中通入一定量的NO2,又达到平衡时,N2O4的体积分数( )
A.不变 B.增大
C.减小 D.无法判断
解析 恒温恒压下,平衡后充入NO2,由于反应物仅有一种,所以新平衡与原平衡是等效平衡,N2O4的体积分数不变。
11.(2016·
烟台检测)在恒温、恒容下,有反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。
途径Ⅰ:
A、B的起始浓度均为2mol·
L-1;
途径Ⅱ:
C、D的起始浓度分别为2mol·
L-1和6mol·
L-1。
以下叙述正确的是( )
A.达到平衡时,途径Ⅰ的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
B.达到平衡时,途径Ⅰ所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强
C.两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量相同
D.两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量不相同
解析 反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与Ⅰ物质的量比值相等。
Ⅱ途径达到平衡时浓度大,压强大,反应速率应较大,A错误;
Ⅱ途径达到平衡时浓度大,压强大,反应速率应较大,故B错误;
Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,体系内混合气的百分组成相同,C正确;
两种途径平衡状态相同,各物质的含量相同,则体系内混合气的百分组成相同,D错误。
12.(益阳市三模)已知:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·
mol-1。
相同温度下,在体积相同的两个恒温密闭容器中,加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下:
容器
编号
起始时各物质的物质的量/mol
达平衡过程体系的能量变化
CO
H2O
CO2
①
1
4
放出热量:
32.8kJ
②
热量变化:
Q
下列说法中,不正确的是( )
A.容器①中反应达平衡时,CO的转化率为80%
B.容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率
C.容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率
D.平衡时,两容器中CO2的浓度相等
解析 由反应方程式知,当消耗1molCO时放出的热量为41kJ,当放出的热量为32.8kJ时,消耗0.8molCO,其转化率为80%,A正确;
容器①中,该反应的平衡常数K1=0.8×
0.8÷
(0.2×
3.2)=1,设容器②中反应达到平衡时消耗xmolCO2,则K2=x2/(1-x)(4-x)=1/K1,解得x=0.8,此时CO2的转化率为80%,B正确;
由化学反应速率之比等于其化学计量数之比知C正确;
因平衡时容器①中CO2为0.8mol,容器②中为0.2mol,D错误。
二、填空题
13.(大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<
0,该反应达到平衡后,测得如下数据。
实验
序号
温度(℃)
初始CO浓
度(mol·
L-1)
初始H2O浓
CO的平衡
转化率
110
50%
2
100
x
3
0.8
y
60%
(1)实验1中,10h后达到平衡,H2的平均反应速率为________mol·
L-1·
h-1。
在此实验的平衡体系中,再加入0.5molCO和0.5molH2,平衡将________移动(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。
(2)实验2中,x的值________(填序号)。
A.等于50%B.大于50%
C.小于50%D.无法确定
(3)实验3中的y值为________。
(4)在100℃条件下,能说明该反应达到平衡状态的是________。
A.压强不再变化
B.生成H2O的速率和消耗H2速率相等时
C.混合气体的密度不变
D.H2的质量不再变化
解析
(1)根据反应速率的公式可得v(CO)=1mol·
L-1×
50%/10h=0.05mol·
h-1,再根据速率比等于系数比,v(H2)=v(CO)=0.05mol·
在该平衡体系中同时改变了反应物的生成物浓度,并且变化量一致,则Qc=K,故平衡不移动。
(2)从题给信息可知,该反应的正反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,故CO的平衡转化率增大,所以选B。
(3)通过反应1可知在110℃时,该反应的K=
=1,温度一定,K一定,在反应3中,K=
=1,求得y=1.2。
(4)反应前后压强始终不变,A错误;
生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向,B错误;
混合气体的密度始终不变,C错误;
H2的质量不再变化,说明反应达到平衡,D正确。
答案
(1)0.05 不
(2)B (3)1.2 (4)D
14.运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时,v正________(填“>
”“<
”或“=”)v逆。
(2)课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<
0,应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A.使用更高效的催化剂
B.升高温度
C.及时分离出氨气
D.充入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下,2L的密闭容器中发生合成氨的反应,图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。
用H2表示0~10min内该反应的平均速率v(H2)=________。
从第11min起,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
解析
(1)①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气,则反应器的体积会增大,各物质的浓度会减小,平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。
②反应进行到状态D时没有达到平衡,需要反应向右进行,增加SO3的量,所以v正>
v逆。
(2)①该反应是一个气体分子数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
分离出氨气,平衡虽然正向移动,但反应速率减小;
充入氮气,平衡正向移动且反应速率增大。
②0~10min时,N2从0.6mol减少到0.2mol,变化量为0.4mol,则H2的变化量为1.2mol,v(H2)=1.2mol÷
2L÷
10min=0.06mol·
min-1。
平衡时压缩容器的体积,气体的压强增大,平衡正向移动,N2的物质的量在原有基础上减小,图线d符合题意。
答案
(1)①向左 ②>
(2)①D ②0.06mol·
min-1 d
15.工业生产硝酸铵的流程如下图所示:
请回答下列问题:
(1)已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·
mol-1。
①在500℃、2.02×
107Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4kJ。
②为提高H2的转化率,实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。
A.降低温度
B.最适合催化剂活性的适当高温
C.适当增大压强
D.减小压强
E.循环利用和不断补充氮气
F.及时移出氨
(2)该流程中铂—铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。
①已知铂—铑合金网未预热也会发热,则随着温度升高,该反应的化学平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是________________________________________________________________。
②若其他条件不变,则下列图像正确的是________(填字母)。
解析
(1)①合成氨反应属于可逆反应,不可能进行到底,该条件下反应放出的热量小于92.4kJ。
②降低温度平衡正向移动,但反应速率降低,不适宜实际生产;
升高温度、减小压强平衡逆向移动;
适当增大压强既加快反应速率又使平衡正向移动;
循环利用和不断补充氮气既加快反应速率又使平衡正向移动;
及时移出氨减小了生成物浓度,使得平衡正向移动。
(2)②因为该反应的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,H2O的含量减少,D错误;
压强增大,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,同时压强增大平衡逆向移动,NO的产率减小,NH3的转化率减小,A、C正确;
催化剂对平衡没有影响,但能加快反应速率,使达到平衡所需时间缩短,B正确。
答案
(1)①小于 ②CEF
(2)①减小 氨的催化氧化反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K会减小 ②ABC
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- 化学平衡 状态 及其 移动 课时 跟踪 训练