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- 2021-05-13 发布
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化学平衡状态 化学平衡移动
1.下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.开启啤酒后,瓶中马上泛起大量泡沫
B.钢铁在潮湿的空气中容易生锈
C.实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
D.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
答案: B
2.一定温度下,可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是( )
A.混合气体的压强不再变化 B.混合气体的颜色不再变化
C.反应速率v(H2)=v(HI) D.c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2
解析: 化学平衡的本质特征是v(正)=v(逆),要注意的是,化学反应速率可以用不同的物质表示,而且同一化学反应如果用不同的物质表示,化学反应速率的值可能不同,这里的v(正)=v(逆)必须是用同一物质表示的正逆反应速率。由于该反应是一个反应前后气体总体积不变的反应,无论是否达到平衡,只要温度不变,其混合气体的压强就不会改变;C没有给出表示的化学反应速率是正反应速率还是逆反应速率,不能确定是否达到平衡;浓度具体比值还与投入起始量有关,不能作为平衡建立标志,D不对;由于三种气体中只有I2是有色的,颜色不变说明I2的质量分数不变,消耗的等于生成的,达到了平衡。
答案: B
3.下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( )
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
解析: C项达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,正反应速率减小,逆反应速率那一瞬间不变,图像应为
平衡移动只与v(正)、v(逆)的相对大小有关。
答案: C
4.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)催化剂,CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是( )
A.增加压强 B.降低温度 C.增大CO的浓度 D.更换催化剂
解析: 该可逆反应是一个气体体积在反应前后不发生改变的反应,增加压强,平衡不移动,CO的转化率不变,A项错误;该可逆反应的正反应是放热反应,降温可使平衡正向移动,CO的转化率提高,B项正确;增大CO的浓度,H2O(g)的转化率提高,CO的转化率降低,C项错误;催化剂不影响化学平衡,对反应物的转化率不产生影响,D项错误。
答案: B
5.下列反应中符合图像的是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1(Q1>0)
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=+Q2 kJ·mol-1(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH=+Q4 kJ·mol-1(Q4>0)
解析: 由左图知升高温度平衡正移,正反应为吸热反应;由右图知增大压强平衡向逆向移动,正反应为气体体积增大的反应。
答案: B
6.取五等份NO2,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:
2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0.反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是(双选)( )
解析: B项,反应达到平衡后,升高温度平衡左移,NO2%增大;D项,反应未达到平衡时,升高温度反应向右进行趋于平衡,NO2%减小,达到平衡后升高温度,平衡左移,NO2%增大,故选B、D。
答案: BD
7.反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、c两点的反应速率:a>c B.a、c两点气体的颜色:a深、c浅
C.由状态b到状态a,可以用加热的方法 D.a、c两点气体的平均相对分子质量:a>c
解析: c点压强大于a点压强,故反应速率av逆,C错误。升高温度平衡将向逆反应方向移动,D正确。
答案: C
9.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.01
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)800 ℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是________;升高温度,NO的浓度增大,则该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是________。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
答案: (1)0.003 5 mol/L 放热 (2)b 1.5×10-3 mol/(L·s) (3)b、c (4)c
10.某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应[2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),ΔH<0]的正、逆反应速率的影响如图所示:
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号,下同),平衡________移动。
(2)升高温度对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。
(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是________,平衡向________方向移动。
答案: (1)C 不 (2)A 逆反应 (3)D 逆反应
(4)B 正反应
11.密闭容器中mA(g)+nB(g)pC(g),反应达到平衡状态,经测定增大压强p时,A的转化率随p而变化的曲线如图所示:
(1)增大压强,A的转化率________,平衡________移动,达到平衡状态后,混合物中C的质量分数________。
(2)上述化学方程式中的系数m、n、p的正确关系是________,再加入B,则平衡________。
(3)当降低温度时,C的质量分数增大,则A的转化率______,正反应是________热反应。
解析: 由图像可知,随压强的增大,A的转化率降低,说明平衡逆向移动,C的质量分数降低,结合勒夏特列原理有m+n
”、“<”或“=”),判断的____________;
(4)达到第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,假定10 min后达到新的平衡,请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势(曲线上必须标出A、B、C)。
解析: (1)Ⅰ阶段,20 min内,Δc(A)=2.0 mol·L-1-1.00 mol·L-1=1.00 mol·L-1,Δc(B)=6.0 mol·L-1-3.00 mol·L-1=3.00 mol·L-1,Δc(C)=2.00 mol·L-1,则a∶b∶c=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)=1∶3∶2。
(2)由图示可知,由第一次平衡到第二次平衡,A、B的浓度减小,说明平衡正向移动。由物质C的浓度变化可知,导致平衡正向移动的措施是从反应体系中移出了产物C。
(3)由图示可知,Ⅱ→Ⅲ,平衡正向移动,由于正反应是放热的,故Ⅱ→Ⅲ是降温过程,即T2>T3。
(4)第三次平衡后,将容器的体积扩大一倍,则各物质的浓度减半,由于容器的体积扩大,压强减小,平衡会向逆反应方向(气体体积增大的方向)移动,故平衡后,0.25 mol·L-1