化学平衡 专题训练3.docx
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化学平衡专题训练3
化学反应速率和化学平衡
【浙江省温州八校2013届高三9月期初联考】(12分)一定温度下2升的恒容容器甲中,加入2moL碳和2moLCO2发生如下反应:
C(s)+CO2(g)
2CO(g) △H>0,测得容器中CO2的物质的量随时间t的变化关系如图所示。
(1)该反应的ΔS 0(填“>”、“<”或“=”)。
在 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)列式并计算上述温度下此反应的平衡常数K 。
(结果保留一位小数)
(3)向上述平衡体系中再通入CO2,则CO2的转化率 (填增大、减小、不变、无法确定)。
(4)相同温度下,2升的恒容容器乙中加入4moL碳和4moLCO2,达到平衡。
请在图中画出乙容器中CO2的物质的量随时间t变化关系的预期结果示意图。
(注明平衡时CO2的物质的量)
(5)相同温度下,2升的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO2和4moLCO。
开始反应时
V(正) V(逆)(填>、<、﹦)。
【江苏省扬州中学2013届高三开学考试】(15分)500℃时,将SO2和O2置于一容积固定为2L的密闭容器中发生反应。
反应过
程中SO2、O2和SO3物质的量变化如图所示,请回答下列问题:
(1)反应10min至15min,
O2的平均反应速率为 mol·(L·min)-1,比反应开始时前10min速率 ,可能的原
因是 。
(2)从曲线变化可以看出,反应进行至25min时,采取了 使得平衡向
方向移动,达到新平衡后SO2的体积分数比原平衡小。
【云南省玉溪一中2013届高三第一次月考】(10分)工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。
常用的处理方法有两种。
其中一种方法是还原沉淀法
该法的工艺流程为:
CrO42-
Cr2O72-
Cr3+
Cr(OH)3↓
其中第①步存在平衡:
2CrO42-(黄色)+2H+
Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若该平衡处在强酸性环境,则溶液显________色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是 。
A.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B.2v(Cr2O72-)=v(CrO42-) C.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O72-离子,需要 mol的FeSO4·7H2O。
写出第②步中反应的离子方程式____________________________________。
(4)第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH―(aq)
常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=c(Cr3+)·c3(OH―)=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至 。
【江西省丰城中学2013届高三阶段测试】(10分)如图Ⅰ,在恒压密闭容器M中加入2molA和2molB,起始时容器体积为VL,发生如下反应并达到化学平衡状态:
2A(?
)+B(?
)
xC(g);ΔH<0
平衡时A、B、C的物质的量之比为1∶3∶4,C的物质的量为ymol。
⑴根据题中数据计算,x=_________、y=_________;
⑵如图Ⅱ,在体积为VL的恒容密闭容器N中发生上述反应(其它条件相同),测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图Ⅲ(t0时达平衡),平衡时容器中C的物质的量为zmol。
由于反应物A、B的状态未知,则z和y的大小也不确定,请在下表中填入A、B的状态与z、y的大小之间的关系(仿照情形①、可不填满):
可能的情形
A、B是否为气态
z与y的大小关系
M(B)与M(C)的大小关系
(M表示摩尔质量)
A
B
①
是
不是
z=y
前面的结论与此无关
②
③
【答案】⑴x=2 y=1.6 (4分)
⑵(A、B的状态合起来算一格,每格1分,共6分)
是
是
z<y
前面的结论与此无关
不是
是
z<y
M(B)<M(C)
【解析】
(1)考查可逆反应的有关计算,一般采用三段式,即
2A(?
)+B(?
)
xC(g)
起始量(mol) 2 2 0
转化量(mol) 2y/x y/x y
平衡量(mol) 2-2y/x 2-y/x y
所以有(2-2y/x)︰(2-y/x)︰y=1∶3∶4
解得x=2,y=1.6
【辽宁省五校协作体2013届高三上学期期初联考】(14分)
(1)某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。
已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+68kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol
请写出该次发射火箭时燃烧反应的热化学方程式 。
(2)下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积常数
1×10-14
a
1×10-12
若25
t2℃下,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4mol·L-1,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)= 。
(3)牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的羟基磷灰石保护着,它在唾液中存在平衡:
Ca5(PO4)3OH(s)
5Ca2+(aq)+3PO(aq)+OH-(aq);Ksp=2.5×10-59。
进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是 。
已知Ca5(PO4)3F的Ksp=2.8×10-61,比Ca5(PO4)3OH质地更坚固。
请写出当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因:
。
(用离子方程式表示及简要的文字解释)
(4)一定条件下,某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时, c(NO2)=0.50mol/L、c(N2O4)="0.125"mol/L。
则2NO2(g)
N2O4(g)的平衡常数K= 。
若NO2起始浓度为2mol/L,相同条件下,NO2的最大转化率为 。
【广东省惠州市2013届高三第一次调研考试】(17分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上采用如下反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),现模拟并分析该反应:
(1)能够说明该反应已达到平衡的是_________:
a.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化
b.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化
c.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d.一定条件下,单位时间内消耗2molH2的同时生成1molCH3OH
(2)右图是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线:
①该反应的△H____0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数:
K1____K2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)2009年,长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破,原理如图1所示。
①甲醇完全燃烧的化学方程式_______________________。
②请写出从C口通入O2发生的电极反应式___________________。
(4)用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极)。
①该反应的离子方程式________________________。
②电解开始后在电极__________________的周围(填“C1”或“C2”)先出现红色。
【江西省吉安一中、新余一中2013届高三联考】(6分)合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:
2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)△H=-181.6kJ·mol-1。
T4℃下此反应的平衡常数为160。
此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
H2
CO
CH3OH
浓度/(mol·L-1)
0.2
0.1
0.4
⑴比较此时正、逆反应速率的大小:
v正 v逆(填“>”、“<”或“=”)。
⑵若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10min后达到平衡,此时c(H2)=0.4mol·L-1,则该时间内反应速率v(CH3OH)= mol·(L·min)-1。
⑶生产过程中,合成气要进行循环,其目的是 。
【解析】
(1)根据物质的浓度可知,此时
<160,所以反应向正反应方向进行,即正反应速率大于逆反应速率。
(2)根据
(1)可知,起始时氢气的浓度是1.0mol/L,所以在
(2)中氢气的浓度变化量是0.6mol/L,则生成甲醇是0.3mol/L,则甲醇的反应速率是0.3mol/L÷10min=0.03mol·L-1·min-1。
(3)生产过程中,合成气进行循环,可以提高原料CO、H2的利用率。
【甘肃省甘谷一中2013届高三上学期第一次检测】(14分)水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的炭制得:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) △H=+131kJ•mol-1
⑴T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中炭足量,其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。
请填写表中相应的空格。
容器
编号
c(H2O)
/mol·L-1
c(CO)
/mol·L-1
c(H2)
/mol·L-1
v正、v逆比较
I
0.06
0.60
0.10
v正=v逆
II
0.06
0.50
0.40
①
III
0.12
0.40
0.80
v正<v逆
IV
0.12
0.30
②
v正=v逆
① ② 在T温度下该反应的化学平衡常数为
⑵另有一个容积可变的密闭容器。
恒温恒压下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气(H2O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍。
平衡时水蒸气的转化率为 ;向该容器中补充amol炭,水蒸气的转化率将 (填“增大”、“减小”、“不变”)。
⑶在一定条件下用水煤气能合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H>0给合成甲醇反应体系中通入少量CO则平衡向 移动,减小压强则平衡向 移动,降低温度则平衡向 移动(填左,右,不)
⑷熔融盐燃料电池具有高的发电效率,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,其中一极通入CO,另一极通入空气和CO2的混合气体。
根据上述信息,该燃料电池:
负极反应式为 ;正极反应式为 。
(5)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
____________________
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