化学图表经典例题 化学平衡

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图表1.在80℃时,0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:时间(s)n(mol)020406080100n(N2O4)0.40a0.20cden(NO2)0.000.24b0.520.600.60(1)计算20s—40s内用N2O4表示的平均反应速率为。(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K。(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色(填“变浅”、“变深”或“不变”)。(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号),若要重新达到平衡时,使[NO2]/[N2O4]值变小,可采取的措施有(填序号)。A.增大N2O4的起始浓度B.向混合气体中通入NO2C.使用高效催化剂D.升高温度(5)如右图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。2.T℃时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,下列描述正确的是A.平衡时X、Y的转化率相同B.达到平衡后,将容器体积扩大为4L,平衡向逆反应方向移动C.T℃时,若起始时X为0.71mol,Y为1.00mol,则平衡时Y的转化率为60%D.T℃时,该反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)2Z(g),平衡常数K=403.700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2+H2(g),反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1t2):反应时间/minn(CO)/molH2O/mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)=0.40/t1mol•L-1•mim-1B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到达平衡时C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应4.相同温度下,在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:容器编号起始时各物质物质的量/mol平衡时反应中的能量变化N2H2NH3①130放出热量akJ②230放出热量bkJ③260放出热量ckJ下列叙述正确的是A.放出热量关系:ab92.4B.三个容器内反应的平衡常数:③①②C.达平衡时氨气的体积分数:①③D.N2的转化率:②①③5.已知:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-25kJ/mol某温度下的平衡常数为400。此温度下,在1L的密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:物质CH3OHCH3OCH3H2Oc/(mol·L-1)0.81.241.24下列说法正确的是A.平衡后升高温度,平衡常数>400B.平衡时,c(CH3OCH3)=1.6mol/LC.平衡时,反应混合物的总能量减少20kJD.平衡时,再加入与起始等量的CH3OH,达新平衡后CH3OH转化率增大6.自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO。(1)反应需要在闪电或极高温条件下发生,说明该反应_________。(填字母)A.所需的活化能很高B.吸收的能量很多(2)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的平衡常数K如下表:温度/℃153817602404平衡常数K0.86×10-42.6×10-464×10-4①该反应的△H0。(填“”、“=”或“”)②其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。1538℃时,N2的转化率随时间变化如右图所示,请补充完成1760℃、2404℃时N2的转化率随时间变化的示意图。(3)2404℃时,在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6molN2和2.6molO2,计算反应N2(g)+O2(g)2NO(g)达到平衡时NO的浓度。(此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字)7.在恒容密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2OCO2(g)+H2(g);CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如右图所示。下列说法错误的是A.反应CO(g)+H2OCO2(g)+H2(g);的ΔH>0B.在T2时,若反应处于状态D,则一定有V正<V逆C.平衡状态A与C相比,平衡状态A的c(CO)小D.若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K28.下图表示反应X(g)4Y(g)+Z(g),在200℃和a℃时,X的浓度随时间变化的曲线(1)200℃时,5min内用Y表示平均反应速率。(2)在8min时,Z的浓度为。(3)200℃在时刻,反应达到平衡。(4)200℃时,第7min时刻,V(正)V(逆)(填“>”、“<”、“=”)。(5)从图中可以看出,a200(填“>”、“<”、“=”)。9.为分别验证温度、浓度、催化剂颗粒大小对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下4组实验。实验序号温度H2O2溶液初始浓度MnO2颗粒大小125℃4%无MnO2225℃12%1g细颗粒MnO2325℃4%1g细颗粒MnO2425℃4%1g粗颗粒MnO2(1)上表中,反应速率最快的是(2)实验3、4预期可得出的结论是(3)设计实验2、3的目的是(4)设计一个实验证明在其它条件相同时,改变温度对过氧化氢分解速率的影响(写出操作步骤)10.在密闭容器中进行反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH>0,测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是A.0~5min内,v(H2)=0.1mol·(L·min)-1B.反应进行到12min时,CH4的转化率为25%C.恒温下,缩小容器体积,平衡后H2浓度减小D.10min时,改变的外界条件可能是升高温度11.(1)已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10mL):实验编号实验温度/℃c(Na2S2O3)/mol·L-1c(H2SO4)/mol·L-1①250.10.1②250.10.2③500.20.1④500.10.1其他条件不变时:探究浓度对化学反应速率的影响,应选择(填实验编号);探究温度对化学反应速率的影响,应选择(填实验编号)。(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1molNa2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是。甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。(Ⅰ)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和性。(Ⅱ)生成白色沉淀B的离子方程式是。(Ⅲ)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是(填“甲”或“乙”),理由是。12.氨是氮循环中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。(1)已知:H—H键能为436kJ·mol—1,N≡N键能为946kJ·mol—1,N—H键能为391kJ·mol—1。写出合成氨反应的热化学方程式:(2)恒温下,往一个4L的密闭容器中充人5.2molH2和2molN2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:时间/min51015202530c(NH3)/mol·L—10.080.140.180.200.200.20①5min内,消耗H2的平均反应速率为____________②N2的平衡转化率③此条件下该反应的化学平衡常数K=__________________________。反应达到平衡后,若维持容器体积不变,温度不变,往平衡体系中加入H2、N2和NH3各8mol,化学平衡将向_______方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。④若维持容器体积不变,只升高温度化学平衡常数值(填变大、变小、不变),正反应速率(填变大、变小、不变)。⑤若温度维持不变,只将容器体积由4L变为2L,达新平衡时N2的平衡浓度0.4mol·L—1(填大于、小与、等于)13.科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=akJ·mol-1进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:温度T/K303313323NH3生成量/(10-6mol)4.85.96.0①此合成反应的a0(填“>”“<”或“=”)②已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1,则2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=;14.工业上由FeS2制H2SO4的转化关系如下:填写下列空白:(1)吸收塔中发生反应的化学方程式为。(2)接触室内发生的反应为:SO2(g)+O2(g)SO3(g)△H=akJ•mol-1下表为不同温度(T)下该反应的化学平衡常数(K):T/K673723823923K42337.420.54.68①根据上表数据及化学平衡理论,上述反应中a0(填“”或“”)。②K值越大,表明反应达到平衡时(填标号)。A.SO2的转化率一定越高B.SO3的产量一定越大C.正反应进行得越完全D.化学反应速率越大(3)考虑综合经济效益,当炉渣含铁量大于45%时,可用于制硫酸亚铁等。下列利用炉渣里的Fe2O3制FeSO4的方案中,最能体现绿色化学理念的方案是(填标号)。(4)为实现绿色环保、节能减排和废物利用等目的,某硫酸厂用碳酸钙作吸收剂与水配成浆液,洗涤尾气(SO2的体积分数为0.200%)并吸收SO2,得到石膏(CaSO4•2H2O)。求:22.4m3(标准状况下)的尾气可制得石膏多少千克?(设二氧化硫的利用率为80.0%)15.室温下,水溶液体系中的化学反应I—+OCl—=OI—+Cl—的反应物初始浓度、溶液中的OH—初始浓度及初始速率间的关系如下表所示:实验编号I—的初始浓度(mol·L-1)OCl—的初始浓度(mol·L-1)OH—的初始浓度(mol·L-1)初始速率v(mol·L-1·s-1)12×10–31.5×10–31.001.8×10–42a1.5×10–31.003.6×10–432×10–33×10–32.001.8×10–444×10–33×10–31.007.2×10–4已知表中初始反应速率与有关离子浓度关系可以表示为v=k[I—]1[OCl—]b[OH—]c(温度一定时,k为常数)。(1)为开展实验1,某同学取5mL0.02mol·L-1碘化钾溶液、5mL0.015mol·L-1次氯酸钠溶液、40mL某浓度氢氧化钠溶液混合反应。则该氢氧化钠溶液物质的量浓度为;(2)实验2中,a=;(3)设计实验2和实验4的目的是;(4)计算b、c值:b=;c=;(5)若实验编号4的其它浓度不变,仅将溶液的酸碱值变更为pH=13,反应的初始速率v=。16.在2A﹢B2C﹢D反应中,表示该反应速率最快的是A.v(A)=0.8mol·L-1·s-1B.v(B)=0.3mol·L-1·s-1C.v(C)=0.6mol·L-1·s-1D.v(D)=0.5mol·L-1·s-117.在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H0,反应中NH3的浓度变化如下图:⑴根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率υ(NH3)为。⑵该反应的化学平衡常数表达式K=_______________。⑶反应达到平

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