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化学平衡答案精品资料
化学平衡
一、选择题
1、反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的∆rGmӨ=a,则NH3(g)=1/2N2(g)+3/2H2(g)的∆rGmӨ为:
()
A.a2B.1/aC.1/a2D.-a/2
2、在某温度下,反应1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)的平衡常数KӨ=a,上述反应若写成2NH3(g)=N2(g)+3H2(g),则在相同温度下反应的平衡常数为:
()
A.a/2B.2aC.a2D.1/a2
3、已知反应2A(g)+B(s)=2C(g),∆rHmӨ>0,要提高A的转化率,可采用()
A.增加总压B.加入催化剂C.增大A的浓度D.升高温度
4、已知下列反应的平衡常数:
H2(g)+S(s)=H2S(g)K1Ө;S(s)+O2(g)=SO2(g)K2Ө
则反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数为:
()
A.K1Ө+K2ӨB.K1Ө-K2ӨC.K1ӨK2ӨD.K1Ө/K2Ө
5、若可逆反应,当温度由T1升高至T2时,标准平衡常数K2Ө>K1Ө,此反应的等压热效应△rHmӨ的数值将()
A.大于零B.小于零C.等于零D.无法判断
6、下列各组参数,属于状态函数的是:
A.Qp,G,VB.Qv,V,GC.V,S,WD.G,U,H
7、298K时,某反应的KpӨ=3.0×105,则该反应的∆rGmӨ=____kJ/mol(lg3=0.477)。
A.31.2B.-31.2C.-71.8D.71.8
8、298K时,SmӨ(N2)=191.50J·K–1·mol–1,SmӨ(H2)=130.57J·K–1·mol–1,SmӨ(NH3)=192.34J·K–1·mol–1,反应为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),则∆rSmӨ=________J·K–1·mol–1:
A.-135.73B.135.73C.-198.53D.198.53
9、298K时,∆rHmӨ(MgCO3)=100.8kJ·mol–1,∆rSmӨ(MgCO3)=174.8J·K–1·mol–1,反应为MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g),则598K时的∆rGmӨ=________KJ·mol–1:
A-3.73B.105.3C.-1.04×105D.3.73
10、下列方法能使平衡2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)向左移动的是:
A.增大压力B.增大PNOC.减小PNOD.减小压力
11、下列反应中△rSmӨ值最大的是()
A.PCl5(g)→PCl3(g)+Cl2(g)B.2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)
C.3H2(g)+N2(g)→2NH3(g)D.C2H6(g)+3.5O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)
12、反应CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)在高温下正反应能自发进行,而在298K时是不自发的,则逆反应的ΔrHmӨ和ΔrSmӨ是()
A.ΔrHmӨ>0和ΔrSmӨ>0B.ΔrHmӨ<0和ΔrSmӨ>0
C.ΔrHmӨ>0和ΔrSmӨ<0D.ΔrHmӨ<0和ΔrSmӨ<0
13、如果某反应的KӨ≥1,则它的()
A.△rGmӨ≥0,B.△rGmӨ≤0,C.△rGm≥0,D.△rGm≤0
14下列说法正确的是()
A.达到平衡时各反应物和生成物的浓度相等。
B.达平衡时各反应物和生成物的浓度不变。
C.增大压力,平衡向着分子数减小的方向的运动。
D.化学平衡状态是ΔrGm=0的状态。
15若有一可逆反应2A(g)+2B(g)=C(g)+2D(g),ΔrHm<0,A和B有最大转化率的条件
A高温高压B低温高压C低温低压D高温低压
16、某一温度下,反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)达平衡时,下列说法准确的是()
A.SO2不再发生反应B.2molSO2和1molO2反应,生成2molSO3
C.SO2,O2,SO3浓度相等D.SO2和O2生成SO3的速度等于SO3分解的速度
17、若有一可逆反应2A(g)+2B(s)=C(g)+2D(g),△rHmӨ<0,A有最大转化率的条件()
A.高温高压B.低温高压C.低温低压D.高温低压
18、已知N2O4(g)=2NO2(g),△rHmӨ>0。
则Kө与温度T的关系是()
A.Kө与T无关B.T升高Kө变小C.T升高Kө变大D.无法判断
19、相同温度下,反应CO(g)+H2O(g)=H2(s)+CO2(g)的Kc和Kp关系是()
A.Kc>KpB.Kc=KpC.Kc 20、可逆反应AX(g)=A(g)+X(g)为吸热反应。 达平衡后,平衡向右移动的条件为()。 A.降低温度和压力B.升高温度和压力 C.降低温度,升高压力D.升高温度,降低压力。 21、383K时反应2NO2(g)=N2O4(g)的Kө=4.0×10-2,此温度下逆反应的Kө为() A.25B.4.0×10-2C.2.0×10-2D.2.5×10-3 22、在一定温度下,反应H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)的Kө=3.24。 在该温度时将0.300molH2和0.300molCO2充入1.00L的容器中,当体系达到平衡时,CO的浓度(mol·L-1)将是() A.0.193B.0.247C.0.514D.0.611 23、温度一定时,增加气体平衡系统中的总压力,测得Q=Kө,这表明 () A.大于0B.等于0C.小于0D.无法判断 24、已知反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的Kө在1000K时为4.0,在900K时为0.45,则此时反应的热效应为() A.△rHmӨ<0B.△rHmӨ=0C.△rHmӨ>0D.无法判断 二、填空题 1、已知反应C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)的标准平衡常数为Kө=A,则下列各反应的标准平衡常数为: CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g)的Kө=1/A; C(s)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g)的Kө=(A)1/2。 2、反应MnO2(s)+4H+(aq)+2Cl-(aq)=Mn2+(aq)+Cl2(g)+2H2O(l)的标准平衡常数Kө的表达式为 。 3、在400K时的真空容器中,NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)反应达到平衡时,总压p=100kPa,其Kө=0.25。 4、已知,在2273K时,反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)的Kө为0.10 ,则在2000K时 Kө=5.21×10-2,若2000K时p(NO)=p(N2)=100kPa,p(O2)=1kPa,反应商Q=100, =125.7kJ·mol-1,反应逆向自发。 5、在一定温度和压力下,将一定量的PCl5气体注入体积为1.0L的容器中,平衡时有50%分解为气态PCl3和Cl2。 若增大体积,分解率将__增大_;保持体积不变,加入Cl2使压力增大,分解率将___减小____。 6、已知反应: 2NO(g)+Br2(g)=2NOBr(g)是放热反应。 某温度时,Kө=116。 若反应开始时,p(NO)=10.00kPa,p(Br2)=1.00kPa,p(NOBr)=4.60kPa,则反应商Q=__21.16___,反应_正_向进行。 7、反应: C(s)+O2(g)=CO2(g)达到平衡时,保持体积不变,向系统中加入C(s),平衡将__不移动,若增大系统的总压,平衡将____不___移动。 该反应的 <0kJ·mol-1,则升高温度,平衡将___逆__向移动。 8、反应2MnO4-(aq)+5H2O2(aq)+6H+(aq)=2Mn2+(aq)+5O2(g)+8H2O (1)的标准平衡常数KӨ的表达式为([c(Mn2+)/cθ]2[p(O2)/pθ]5/[c(MnO4-)/cθ]2[c(H+/cθ]6)。 9、在一定温度下,二硫化碳能被氧氧化,其反应方程式与标准平衡常数如下: (1)CS2(g)+3O2=CO2(g)+2SO2(g) (2)1/2CS2(g)+3/2O2(g)=1/2CO2(g)+SO2(g) 试确立K1Ө,K2Ө之间的数量关系: K1Ө=2K2Ө 10、已知反应 (1)C(s)+1/2O2(g)=CO(g)K1 (2)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)K2 则反应(3)C(s)+O2(g)=CO2(g)的K =K1 ·(K2 )1/2。 11、若反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),ΔrHm=121kJ·mol-1,达到平衡时,若增加体系的总压力,平衡将__逆__向移动;若提高体系温度,平衡将不向移动;若增加一些C(s)平衡将_不_移动。 12、已知某反应的标准平衡常数K表达式为lnK=-200/T+10,则该反应的: ΔrHm=1.6628kJ·mol-1,ΔrSm=83.14J·mol-1·K-1。 三、判断题 1、某一可逆反应,当Q>KΘ时,反应自发地向逆方向进行。 (√) 2、化学反应的△rGmӨ越小,反应进行的趋势就越大,反应速率就越快。 (×) 3、对于可逆反应,平衡常数越大,反应速率越快。 (×) 4、等温等压不做非体积功条件下,凡是△rGmӨ>0的化学反应都不能自发进行。 (×) 5、Fe(s)和Cl2(l)的△fHmӨ都为零。 (×) 6、一个化学反应的△rGmӨ的值越负,其自发进行的倾向越大。 (√) 7、体系与环境无热量交换的变化为绝热过程。 (√) 8、将固体NH4NO3溶于水中,溶液变冷,则该过程的ΔG,ΔH,ΔS的符号依次为-、+、+。 (√) 9、CO2(g)的生成焓等于石墨的燃烧热。 (√) 10、室温下,稳定状态的单质的标准摩尔熵为零。 (×) 11、如果一个反应的ΔrHmӨ<0,ΔrSmӨ>0,则此反应在任何温度下都是非自发的。 (√) 12、平衡常数的数值是反应进行程度的标志,故,对可逆反应而言,不管是正反应还是逆反应其平衡常数均相同。 (×) 13、某一反应平衡后,再加入些反应物,在相同的温度下再次达到平衡,则两次测得的平衡常数相同。 ,(√) 14、在某温度下,密闭容器中反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)达到平衡,当保持温度和体积不变充入惰性气体时,总压将增加,平衡向气体分子数减少即生成NO2的方向移动。 (√) 15、改变压力、温度、浓度和催化剂,均可以使化学平衡移动(×) 四、计算题 1、已知298.15K时,ΔfHmӨ(NH3)=-46.11kJ•mol–1;SmӨ(N2)=191.50J·K-1·mol-1,SmӨ(H2)=130.57J·K-1·mol-1,SmӨ(NH3)=192.34J·K-1·mol-1。 试判断反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)在298.15K、标准态下正向能否自发? 并估算最高反应温度。 解: △rHΘm(T)=∑υB△fHΘm(T) 即△rHΘm(298K)=2△fHΘm(NH3)-△fHΘm(N2)-3△fHΘm(H2) =2×(-46.11KJ•mol–1)-0-3×0=-92.22kJ·mol-1 又因为△rSΘm(T)=∑υBSΘm(T) 即△rSΘm(298K)=2SΘm(NH3)-SΘm(N2)-3SΘm(H2) =2×192.34J·K-1·mol-1-191.50J·K-1·mol-1-3×130.57J·K-1·mol-1 =-198.53J·K-1·mol-1 根据吉布斯-亥姆霍兹公式 △rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T) △rGΘm(298K)=△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K) =(-92.22kJ·mol-1)-298.15K×(-198.53×10-3kJ·mol-1K-1) =33.03kJ·mol-1>0 正向反应不自发。 若使△rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T)<0,则正向自发。 又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大,即 △rGΘm(T)≈△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)<0 即-198.53×10-3kJ·mol-1K-1T>-92.22kJ·mol-1 而按不等式运算规则,有T<(-92.22)/(-198.53×10-3)=464.51K 故最高反应温度为464.51K。 2、已知298.15K时,一些物质的热力学数据如下表。 试判断标准状态下反应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在298.15K时能否自发并估算自发进行的最低温度。 物质 △fHmӨ/ kJ•mol–1 SmӨ/J·K-1·mol-1 C(s) 0 5.7 CO(g) -110.5 197.7 H2(g) 0 130.7 H2O(g) -241.8 188.8 解: 因为△rHΘm(T)=∑υB△fHΘm(B,T) 即△rHΘm(298K)=△fHΘm(CO)+DfHΘm(H2)-△fHΘm(C)-△fHΘm(H2O) =-110.5–(-241.8)=131.3kJ·mol-1 又因为△rSΘm(T)=∑υBSΘm(T) 即△rSΘm(298K)=SΘm(CO)+SΘm(H2)-SΘm(C)-SΘm(H2O) =197.7+130.7-188.8-5.7=134.1J·K-1·mol-1 根据吉布斯-亥姆霍兹公式 △rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T) △rGΘm(298K)=△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K) =131.3-298.15×134.1×10-3=91.3kJ·mol-1>0正向反应不自发。 若使△rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T)<0,则正向自发。 又因为△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大,即 △rGΘm(T)≈△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)<0 即0.1341T>131.3 T>979K故最低反应温度为979K。 4、已知CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g),在973K时K=3.0×10-2,在1173K时K=1.0,则 (1)上述反应是吸热还是放热反应? (2)该反应的ΔrHm等于多少? 【解】: (1)根据吕·查德里原理,温度升高,K增大。 可以判断此反应为吸热反应。 (2)由 可得: ΔrHm=1.7×102(kJ·mol-1) 5、PCl5加热分解为PCl3和Cl2,将2.659克PCl5装入1升容器中,在523K时达到平衡后,总压力为100kPa。 求PCl5的转化率、KP和K。 【解】: PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) 起始物质的量: n000 平衡时物质的量: n0-xxx 其中n0=m/M=2.695/208.5=0.013mol;平衡时总的物质的量n=n0+x 由: pV=nRT得: n= = =0.023mol 则: x=n-n0=0.023–0.013=0.010mol p(PCl5)= = =13.04kPa p(PCl3)=p(Cl2)= = =43.48kPa 则: =43.48% = =143.7kPa 6、对生命起源问题,有人提出最初植物或动物的复杂分子是由简单分子自动形成的。 例如尿素(NH2CONH2)的生成可用反应方程式表示如下: CO2(g)+2NH3(g)—→(NH2)2CO(s)+H2O (1) (1)已知298K时的△rHmӨ=﹣133kJ·mol-1,△rSmӨ=﹣424J·mol-1K-1 ,并说明此反应在298K和标准态下能否自发进行; (2)在标准态下最高温度为何值时,反应就不再自发进行了? 解: (1)根据吉布斯-亥姆霍兹公式,298K时反应的标准Gibbs自由能变为: △rGΘm(298K)=△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K) =﹣133kJ·mol-1-298.15K×(﹣424)×10-3kJ·mol-1K-1 =﹣6.58kJ·mol-1>0正向反应自发。 (2)因△rHΘm、△rSΘm随温度变化不大,标准态下反应不能自发进行的条件是△rGΘm(T)=△rHΘm(T)-T△rSΘm(T)≈△rHΘm(298K)-T△rSΘm(298K)>0 则T>﹣133kJ·mol-1/(﹣424)×10-3kJ·mol-1K-1=314K 反应不再自发进行,故最高反应温度为314K。 7、光气(又称碳酰氯)的合成反应为: CO(g)+Cl2(g)DCOCl2(g),100℃下该反应的KӨ=1.50×108。 若反应开始时,在1.00L容器中,n0(CO)=0.0350mol,n0(Cl2)=0.0270mol,no(COCl2)=0mol,并计算100℃平衡时各物种的分压和CO的平衡转化率。 解: pV=nRT因为T、V不变,p∝nBp=cRT p0(CO)=(0.0350×8.314×373)kPa=106.3kPa p0(Cl2)=(0.0270×8.314×373)kPa=82.0kPa CO(g)+Cl2(g)=COCl2(g) 开始cB/(mol·L-1)0.03500.02700 开始pB/kPa106.382.00 假设Cl2全部转化106.3-82.0082.0 又设COCl2转化xxx-x 平衡pB/kPa24.3+xx82.0-x KΘ==1.5×108 因为K 很大,x很小,假设82.0-x≈82.0,24.3+x≈24.3 。 =1.5×108x=2.3×10-6 平衡时: p(CO)=24.3kPa,p(Cl2)=2.3×10-6kPa,p(COCl2)=82.0kPa =77.1%
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