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人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡作业ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 化学平衡作业ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了答案A，ABCE，ΔH1-ΔH2等内容，欢迎下载使用。
1.关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A.只与化学反应本身和温度有关B.只与反应的温度有关C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到初始浓度的影响D.只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数
解析 化学平衡常数由两个方面的因素决定:化学反应本身和反应体系的温度,与初始浓度等其他外界条件没有任何关系。
2.对于反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是( )A.增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度,会使平衡常数减小B.改变反应的温度,平衡常数不一定变化
解析 平衡常数随温度变化,不随浓度变化,增大c(H2O)或减小c(H2),该反应平衡常数不变,选项A错误;改变温度,平衡常数一定变化,选项B错误;由于固体和纯液体不写入平衡常数表达式,平衡常数表达式为K= ,选项C错误,选项D正确。
3.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应为3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )A.3v(N2)=v(H2)B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)C.混合气体密度保持不变D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
解析 A项没有指明是正反应速率还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态;B项中都表示正反应速率,等式任何时刻都成立,不能说明反应达到平衡状态;C项在恒容密闭容器中,混合气体的密度保持不变说明混合气体的总质量不变,可以说明反应达到平衡状态;D项平衡时浓度关系与起始浓度、转化率有关,浓度之比等于化学计量数之比不能说明反应达到平衡状态。答案选C。
4.已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下:①2NO(g) N2O2(g)(快) ΔH1<0 平衡常数K1②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) ΔH2<0 平衡常数K2下列说法正确的是( )
A.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH=-(ΔH1+ΔH2)B.反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率C.反应历程中的能量变化可用上图表示D.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数
解析 根据盖斯定律分析,①+②即可得到反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),故反应热为ΔH=ΔH1+ΔH2,故A错误;慢反应的速率决定总反应速率,所以反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率,故B正确;题图表示前者为吸热反应,与题中信息不符合,故C错误;因为反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)为①+②的结果,所以其平衡常数K=K1K2,故D错误。
5.在一定温度下的恒容密闭容器中,加入1 ml CO和1 ml H2O发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得n(H2)=0.5 ml,下列说法不正确的是( )A.在该温度下,反应的平衡常数K=1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的平衡转化率为50%D.平衡时n(H2O)为0.5 ml
解析 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始/ml1100变化/ml0.50.50.50.5平衡/ml0.50.50.50.5由方程式及以上数据判断可得,A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关,B项错误。
6.将NH4I固体置于密闭容器中,在某温度下发生反应:Ⅰ.NH4I(s) NH3(g)+HI(g),Ⅱ.2HI(g) H2(g)+I2(g)。当反应达到平衡时,c(H2)=0.75 ml·L-1,c(HI)=5.5 ml·L-1,则反应Ⅰ的平衡常数为( )D.38.5
解析 NH4I固体分解达到平衡时,容器内有4种气体,其中c(H2)=0.75 ml·L-1,c(HI)=5.5 ml·L-1;根据反应Ⅱ,可以确定c(I2)=c(H2)=0.75 ml·L-1。由于混合气体来自NH4I的分解,则气体中c(N)=c(I),因此c(NH3)=c(HI)+2c(I2)=5.5 ml·L-1+2×0.75 ml·L-1=7.0 ml·L-1,反应Ⅰ的平衡常数为K=7.0×5.5=38.5,答案选D。
7.加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g) N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g) N2O(g)+O2(g)。在2 L密闭容器中充入6 ml N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为8 ml,N2O3为3.2 ml。则t ℃时反应①的平衡常数为( )A.10.7D.64
8.二氧化硫是常用的化工原料,也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:(1)将2.0 ml SO2和1.0 ml O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于 。 (2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) (填“>”“<”或“=”)K(B)。
答案 (1)800 (2)=
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始浓度/(ml·L-1)0.20.10变化浓度/(ml·L-1)0.160.080.16平衡浓度/(ml·L-1)0.040.020.16
(2)平衡状态由A变到B时,条件的改变是增大压强,温度没有变化,所以平衡常数不变,K(A)=K(B)。
9.在一定温度下,可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在容积固定的密闭容器中进行,反应达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n ml O2,同时生成2n ml NO2②单位时间内生成n ml O2,同时生成2n ml NO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的颜色不再改变A.①⑤B.①③⑤C.②④D.以上全部
解析 ①单位时间内生成n ml O2(g),同时生成2n ml NO2(g),说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡;②单位时间内生成n ml O2(g),同时生成2n ml NO(g),描述的都是正反应,不能说明反应已达平衡;③化学反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明反应已达平衡;④容器容积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2浓度不变,反应已达平衡。综上所述,可作为平衡标志的有①⑤,A正确。
10.在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 ml CO2和3 ml H2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.0~9 min内,用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.25 ml·L-1·min-1B.3 min时正、逆反应速率相等,反应刚好达到平衡C.该温度下的平衡常数为D.9 min时的v逆(CH3OH)小于3 min时的v正(CH3OH)
进行,v正(CH3OH)>v逆(CH3OH),9 min时反应达到平衡状态,v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),由于3 min时的v正(CH3OH)大于9 min时的v正(CH3OH),因此9 min时的v逆(CH3OH)小于3 min时的v正(CH3OH),故D正确。
11.[2023江苏南通高二期末统考]温度为T ℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2,发生反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g),反应过程中PCl5的物质的量与部分时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~50 s时,Cl2的平均速率v(Cl2)=0.003 2 ml·L-1·s-1B.25 s时,容器中PCl5的物质的量可能为0.08 mlC.T ℃时,该反应平衡常数为D.T ℃时,起始向容器中充入0.20 ml PCl3、0.20 ml Cl2和1.0 ml PCl5,平衡常数增大
解析 0~50 s时,Cl2的平均速率v(Cl2)=v(PCl5)= =0.001 6 ml·L-1·s-1,A错误;50 s时反应容器中PCl5的物质的量为0.16 ml,0~50 s反应过程中,PCl3和Cl2的浓度不断降低、反应速率变慢,则前25 s生成的PCl5较多、后25 s生成的PCl5较少,故25 s时容器中PCl5的物质的量大于0.08 ml,B错误;T ℃,反应达到平衡时,存在三段式: PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)起始/ml1.01.00转化/ml0.200.200.20平衡/ml0.800.800.20
ml PCl3、0.20 ml Cl2和1.0 ml PCl5,温度不变,平衡常数不变,D错误。
12.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49 kJ·ml-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·ml-1反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3在5 MPa下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图。已知曲线m代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数。下列说法不正确的是 ( )
A.反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能B.270 ℃时,由CO2转化生成的CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数相等C.270 ℃时,平衡体系中CO2的体积分数为20%D.270 ℃时,反应Ⅱ的平衡常数为
解析 根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ可得反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=-49 kJ·ml-1-41 kJ·ml-1=-90 kJ·ml-1,故反应Ⅲ中反应物的总键能小于生成物的总键能,A错误;由图可知,270 ℃时,m与n相交于一点,B正确;根据题意,设起始量n(CO2)=1 ml,n(H2)=3 ml,平衡时CO2的转化率为25%,则剩余n(CO2)=1 ml×(1-25%)=0.75 ml。由于CO2转化生成的CO和CH3OH
13.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
下列说法错误的是( )A.反应达到平衡时,X的转化率为50%B.反应可表示为X(g)+3Y(g) 2Z(g),其平衡常数为1 600C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
14.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lg K)值随温度(T)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0B.A点对应状态的平衡常数K=10- ℃时,B点对应状态的v(正)>v(逆)D.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
解析 -lg K越大,则平衡常数K越小,由题图可知,随温度升高,平衡常数增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,故该反应的ΔH>0,故A错误;A点-lg K=2.294,则平衡常数K=10-2.294,故B正确;30 ℃时,B点未平衡,最终要达平衡状态,平衡常数的负对数要变大,所以此时的(-lg Q)<(-lg K),所以Q>K,B点浓度商大于平衡常数,反应向逆反应方向进行,则B点对应状态的v(正)
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等E.固定容积下气体密度不再变化F.v(H2O)=v(CO)
(4)某温度下,将4 ml H2O(g)和足量的碳充入2 L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为 。已知对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)可得压强平衡常数(记作Kp),分压=总压×物质的量分数。若平衡时容器内的压强为p,则Kp= 。
(2)题给反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,由于碳为固体,反应物浓度不变,正反应速率不变。
(3)该反应是气体体积增大的反应,当压强固定不变时,说明达到平衡,故A符合题意;该反应是相对分子质量减小的反应,当气体平均相对分子质量不再变化,说明达到平衡,故B符合题意;消耗H2O(g)的速率为正反应速率,消耗CO的速率为逆反应速率,两者速率之比等于化学计量数之比,说明达到平衡,故C符合题意;H2O(g)、CO、H2的浓度相等,不能说明达到平衡,故D不符合题意;固定容积下,该反应固体不断消耗,气体质量不断增加,气体密度不断增加,当气体密度不再变化,说明达到平衡,故E符合题意;v(H2O)=v(CO),没有说明是正反应还是逆反应,因此不能说明达到平衡,故F不符合题意。综上所述,答案为ABCE。
(4)根据题意建立三段式得到 C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)开始/mlx400转化/mlyyyy平衡/mlx-y4-yyy
16.(1)反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:
①反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH,平衡常数为K,则ΔH= (用ΔH1和ΔH2表示),K= (用K1和K2表示)。
②能判断CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。 A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变C.v正(H2)=v逆(H2O)D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 ml·L-1,10 min达到平衡,则平衡时CO2的浓度为 ml·L-1,v(CO)为 。
0.13 ml·L-1·min-1
②下列措施中能使平衡时 改变的是 (填字母)。 A.升高温度B.增大压强C.充入一定量的CO2D.再加入一定量铁粉
②反应前后气体的分子数相等,压强始终不变,所以当容器中压强不变时,反应不一定达平衡状态,A不符合题意;混合气体中c(CO)不变时,反应达平衡状态,B符合题意;v正(H2)=v逆(H2O),即正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,C符合题意;不管反应是否达到平衡,始终存在c(CO)=c(CO2),所以反应不一定达平衡状态,D不符合题意。故选BC。
(2)①起始时c(CO2)=1.5 ml·L-1,平衡时c(CO2)=0.5 ml·L-1,则参加反应的CO2为1 ml·L-1,生成CO为1 ml·L-1,该条件下反应的平衡常数为
衡,设参加反应的CO2的物质的量浓度为x ml·L-1,则可建立如下三段式:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)起始量/(ml·L-1)2.00变化量/(ml·L-1)xx平衡量/(ml·L-1)2.0-xx
1.关于化学平衡常数的叙述正确的是( )A.只与化学反应本身和温度有关B.只与反应的温度有关C.与化学反应本身和温度有关,并且会受到初始浓度的影响D.只与化学反应本身有关,与其他任何条件无关的一个不变的常数
解析 化学平衡常数由两个方面的因素决定:化学反应本身和反应体系的温度,与初始浓度等其他外界条件没有任何关系。
2.对于反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常数,下列说法正确的是( )A.增大H2O(g)的浓度或减小H2的浓度,会使平衡常数减小B.改变反应的温度,平衡常数不一定变化
解析 平衡常数随温度变化,不随浓度变化,增大c(H2O)或减小c(H2),该反应平衡常数不变,选项A错误;改变温度,平衡常数一定变化,选项B错误;由于固体和纯液体不写入平衡常数表达式,平衡常数表达式为K= ,选项C错误,选项D正确。
3.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应为3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)。一定条件下,在恒容密闭容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是( )A.3v(N2)=v(H2)B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)C.混合气体密度保持不变D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
解析 A项没有指明是正反应速率还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态;B项中都表示正反应速率,等式任何时刻都成立,不能说明反应达到平衡状态;C项在恒容密闭容器中,混合气体的密度保持不变说明混合气体的总质量不变,可以说明反应达到平衡状态;D项平衡时浓度关系与起始浓度、转化率有关,浓度之比等于化学计量数之比不能说明反应达到平衡状态。答案选C。
4.已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下:①2NO(g) N2O2(g)(快) ΔH1<0 平衡常数K1②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) ΔH2<0 平衡常数K2下列说法正确的是( )
A.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH=-(ΔH1+ΔH2)B.反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率C.反应历程中的能量变化可用上图表示D.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的平衡常数
解析 根据盖斯定律分析,①+②即可得到反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),故反应热为ΔH=ΔH1+ΔH2,故A错误;慢反应的速率决定总反应速率,所以反应②的速率大小决定2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率,故B正确;题图表示前者为吸热反应,与题中信息不符合,故C错误;因为反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)为①+②的结果,所以其平衡常数K=K1K2,故D错误。
5.在一定温度下的恒容密闭容器中,加入1 ml CO和1 ml H2O发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),达到平衡时测得n(H2)=0.5 ml,下列说法不正确的是( )A.在该温度下,反应的平衡常数K=1B.平衡常数与反应温度无关C.CO的平衡转化率为50%D.平衡时n(H2O)为0.5 ml
解析 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始/ml1100变化/ml0.50.50.50.5平衡/ml0.50.50.50.5由方程式及以上数据判断可得,A、C、D项正确。平衡常数与反应温度有关,B项错误。
6.将NH4I固体置于密闭容器中,在某温度下发生反应:Ⅰ.NH4I(s) NH3(g)+HI(g),Ⅱ.2HI(g) H2(g)+I2(g)。当反应达到平衡时,c(H2)=0.75 ml·L-1,c(HI)=5.5 ml·L-1,则反应Ⅰ的平衡常数为( )D.38.5
解析 NH4I固体分解达到平衡时,容器内有4种气体,其中c(H2)=0.75 ml·L-1,c(HI)=5.5 ml·L-1;根据反应Ⅱ,可以确定c(I2)=c(H2)=0.75 ml·L-1。由于混合气体来自NH4I的分解,则气体中c(N)=c(I),因此c(NH3)=c(HI)+2c(I2)=5.5 ml·L-1+2×0.75 ml·L-1=7.0 ml·L-1,反应Ⅰ的平衡常数为K=7.0×5.5=38.5,答案选D。
7.加热N2O5依次发生的分解反应为①N2O5(g) N2O3(g)+O2(g),②N2O3(g) N2O(g)+O2(g)。在2 L密闭容器中充入6 ml N2O5,加热到t ℃,达到平衡状态后O2为8 ml,N2O3为3.2 ml。则t ℃时反应①的平衡常数为( )A.10.7D.64
8.二氧化硫是常用的化工原料,也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:
某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:(1)将2.0 ml SO2和1.0 ml O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于 。 (2)平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) (填“>”“<”或“=”)K(B)。
答案 (1)800 (2)=
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始浓度/(ml·L-1)0.20.10变化浓度/(ml·L-1)0.160.080.16平衡浓度/(ml·L-1)0.040.020.16
(2)平衡状态由A变到B时,条件的改变是增大压强,温度没有变化,所以平衡常数不变,K(A)=K(B)。
9.在一定温度下,可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在容积固定的密闭容器中进行,反应达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n ml O2,同时生成2n ml NO2②单位时间内生成n ml O2,同时生成2n ml NO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1④混合气体的密度不再改变⑤混合气体的颜色不再改变A.①⑤B.①③⑤C.②④D.以上全部
解析 ①单位时间内生成n ml O2(g),同时生成2n ml NO2(g),说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡;②单位时间内生成n ml O2(g),同时生成2n ml NO(g),描述的都是正反应,不能说明反应已达平衡;③化学反应速率之比等于化学计量数之比,不能说明反应已达平衡;④容器容积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡;⑤混合气体的颜色不再改变,说明NO2浓度不变,反应已达平衡。综上所述,可作为平衡标志的有①⑤,A正确。
10.在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 ml CO2和3 ml H2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.0~9 min内,用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.25 ml·L-1·min-1B.3 min时正、逆反应速率相等,反应刚好达到平衡C.该温度下的平衡常数为D.9 min时的v逆(CH3OH)小于3 min时的v正(CH3OH)
进行,v正(CH3OH)>v逆(CH3OH),9 min时反应达到平衡状态,v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),由于3 min时的v正(CH3OH)大于9 min时的v正(CH3OH),因此9 min时的v逆(CH3OH)小于3 min时的v正(CH3OH),故D正确。
11.[2023江苏南通高二期末统考]温度为T ℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 ml PCl3和1.0 ml Cl2,发生反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g),反应过程中PCl5的物质的量与部分时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~50 s时,Cl2的平均速率v(Cl2)=0.003 2 ml·L-1·s-1B.25 s时,容器中PCl5的物质的量可能为0.08 mlC.T ℃时,该反应平衡常数为D.T ℃时,起始向容器中充入0.20 ml PCl3、0.20 ml Cl2和1.0 ml PCl5,平衡常数增大
解析 0~50 s时,Cl2的平均速率v(Cl2)=v(PCl5)= =0.001 6 ml·L-1·s-1,A错误;50 s时反应容器中PCl5的物质的量为0.16 ml,0~50 s反应过程中,PCl3和Cl2的浓度不断降低、反应速率变慢,则前25 s生成的PCl5较多、后25 s生成的PCl5较少,故25 s时容器中PCl5的物质的量大于0.08 ml,B错误;T ℃,反应达到平衡时,存在三段式: PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)起始/ml1.01.00转化/ml0.200.200.20平衡/ml0.800.800.20
ml PCl3、0.20 ml Cl2和1.0 ml PCl5,温度不变,平衡常数不变,D错误。
12.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49 kJ·ml-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·ml-1反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3在5 MPa下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图。已知曲线m代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数。下列说法不正确的是 ( )
A.反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能B.270 ℃时,由CO2转化生成的CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数相等C.270 ℃时,平衡体系中CO2的体积分数为20%D.270 ℃时,反应Ⅱ的平衡常数为
解析 根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ可得反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=-49 kJ·ml-1-41 kJ·ml-1=-90 kJ·ml-1,故反应Ⅲ中反应物的总键能小于生成物的总键能,A错误;由图可知,270 ℃时,m与n相交于一点,B正确;根据题意,设起始量n(CO2)=1 ml,n(H2)=3 ml,平衡时CO2的转化率为25%,则剩余n(CO2)=1 ml×(1-25%)=0.75 ml。由于CO2转化生成的CO和CH3OH
13.在25 ℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
下列说法错误的是( )A.反应达到平衡时,X的转化率为50%B.反应可表示为X(g)+3Y(g) 2Z(g),其平衡常数为1 600C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
14.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中,发生反应:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(-lg K)值随温度(T)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0B.A点对应状态的平衡常数K=10- ℃时,B点对应状态的v(正)>v(逆)D.NH3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态
解析 -lg K越大,则平衡常数K越小,由题图可知,随温度升高,平衡常数增大,则升高温度平衡正向移动,正反应为吸热反应,故该反应的ΔH>0,故A错误;A点-lg K=2.294,则平衡常数K=10-2.294,故B正确;30 ℃时,B点未平衡,最终要达平衡状态,平衡常数的负对数要变大,所以此时的(-lg Q)<(-lg K),所以Q>K,B点浓度商大于平衡常数,反应向逆反应方向进行,则B点对应状态的v(正)
D.H2O(g)、CO、H2的浓度相等E.固定容积下气体密度不再变化F.v(H2O)=v(CO)
(4)某温度下,将4 ml H2O(g)和足量的碳充入2 L的密闭容器中,发生如下反应,C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),达到平衡时测得K=1,则此温度下H2O(g)的转化率为 。已知对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)可得压强平衡常数(记作Kp),分压=总压×物质的量分数。若平衡时容器内的压强为p,则Kp= 。
(2)题给反应达到平衡后,将体系中的C(s)部分移走,由于碳为固体,反应物浓度不变,正反应速率不变。
(3)该反应是气体体积增大的反应,当压强固定不变时,说明达到平衡,故A符合题意;该反应是相对分子质量减小的反应,当气体平均相对分子质量不再变化,说明达到平衡,故B符合题意;消耗H2O(g)的速率为正反应速率,消耗CO的速率为逆反应速率,两者速率之比等于化学计量数之比,说明达到平衡,故C符合题意;H2O(g)、CO、H2的浓度相等,不能说明达到平衡,故D不符合题意;固定容积下,该反应固体不断消耗,气体质量不断增加,气体密度不断增加,当气体密度不再变化,说明达到平衡,故E符合题意;v(H2O)=v(CO),没有说明是正反应还是逆反应,因此不能说明达到平衡,故F不符合题意。综上所述,答案为ABCE。
(4)根据题意建立三段式得到 C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)开始/mlx400转化/mlyyyy平衡/mlx-y4-yyy
16.(1)反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH1,平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) ΔH2,平衡常数为K2;在不同温度时K1、K2的值如下表:
①反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH,平衡常数为K,则ΔH= (用ΔH1和ΔH2表示),K= (用K1和K2表示)。
②能判断CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)达到化学平衡状态的依据是 (填字母)。 A.容器中压强不变B.混合气体中c(CO)不变C.v正(H2)=v逆(H2O)D.c(CO)=c(CO2)
(2)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) ΔH>0,CO2的浓度与时间的关系如图所示。
①该条件下反应的平衡常数为 ;若铁粉足量,CO2的起始浓度为2.0 ml·L-1,10 min达到平衡,则平衡时CO2的浓度为 ml·L-1,v(CO)为 。
0.13 ml·L-1·min-1
②下列措施中能使平衡时 改变的是 (填字母)。 A.升高温度B.增大压强C.充入一定量的CO2D.再加入一定量铁粉
②反应前后气体的分子数相等,压强始终不变,所以当容器中压强不变时,反应不一定达平衡状态,A不符合题意;混合气体中c(CO)不变时,反应达平衡状态,B符合题意;v正(H2)=v逆(H2O),即正、逆反应速率相等,反应达平衡状态,C符合题意;不管反应是否达到平衡,始终存在c(CO)=c(CO2),所以反应不一定达平衡状态,D不符合题意。故选BC。
(2)①起始时c(CO2)=1.5 ml·L-1,平衡时c(CO2)=0.5 ml·L-1,则参加反应的CO2为1 ml·L-1,生成CO为1 ml·L-1,该条件下反应的平衡常数为
衡,设参加反应的CO2的物质的量浓度为x ml·L-1,则可建立如下三段式:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)起始量/(ml·L-1)2.00变化量/(ml·L-1)xx平衡量/(ml·L-1)2.0-xx
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