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第二章《化学反应的方向、限度与速率》复习题
一、单选题
1.反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol/L。对此反应速率的表示正确的是
A.用A表示的反应速率是0.4mol•(L•min-1)
B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3:2:1
C.此2min内的反应速率,用B表示是0.6mol•(L•min-1)
D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值是相等的
2.下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.生铁比高纯度的铁在空气中更容易发生电化学腐蚀
B.用分解制取氧气时加入少量固体可加速的分解
C.密闭烧瓶内存在平衡体系:,缩小容器的容积,混合气体颜色加深
D.漂白粉水溶液中滴入少量醋酸,漂白效果增强
3.某温度下,向某恒容密闭容器中按物质的量比为2:1充入NO和CO,发生反应,一段时间后达到平衡,随时间的变化如图中曲线M所示;曲线N则表示该反应改变某一条件时随时间的变化。
下列叙述正确的是
A.混合气体的密度:
B.化学反应速率:
C.该温度下的化学平衡常数
D.曲线N改变的条件是升高温度
4.在一定温度下,在A容器充入2molSO2(g)、1molO2(g),B容器充入2molSO3(g)并保持体积不变。起始时A和B容积相等。加入催化剂在400℃发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,为使c(SO2)相等,下列措施不可行的是
A.向A容器中再充入一定量的氦气 B.向B容器中再充入一定量的SO3气体
C.适当降低B容器的温度 D.将A的活塞往上拉至反应前的位置
5.在密闭容器中,将一定量A、B气体混合后发生反应:。达平衡I时,测得A的浓度为,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,再达平衡Ⅱ时,测得A的浓度为。则下列有关判断正确的是
A. B.平衡Ⅱ时B的浓度比平衡I大
C.改变容积平衡向正反应方向移动 D.再达平衡时B的转化率减小
6.在2A+B=3C+4D反应中,下面表示的化学反应速率最快的是
A.v(A) = 0.5mol/(L·min) B.v(B) = 0.05mol/(L·h)
C.v(C) = 0.9mol/(L·min) D.v(D) = 1.0mol/(L·min)
7.最近科学家采用真空封管法制备的磷化硼纳米颗粒,作与合成[]反应的催化剂,在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示(部分物质未画出)。
下列说法正确的是
A.与生成和的反应为放热反应
B.上述反应生成的副产物中,比多(相同条件下)
C.在合成甲醇的过程中,降低能量变化,可提高反应速率
D.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和生成
8.甲、乙、丙三个容积均为2L的恒容密闭容器,其中均加入0.10mol•L-1N2、0.26mol•L-1H2,进行合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•.mol-1。如图表示不同反应条件下N2的浓度随时间的变化。下列判断不正确的是( )
A.三个容器中的气体密度均相同
B.容器乙的反应可能使用了催化剂
C.容器乙0~5min内v(N2)=0.012mol•L-1•min-1
D.容器丙的反应平衡常数为2.5
9.T℃时,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL,已知CaO(s)和CaCO3(s)的密度分别为:3.35g•cm-3、2.93g•cm-3,下列有关说法正确的是
A.恒温、恒容,体系中再加入56gCaO(s),平衡不移动
B.恒温,压缩容器体积,达到平衡后,化学反应速率加快
C.恒温、恒压,体系中再加入100gCaCO3(s),平衡常数不变
D.恒温、恒压,体系中通入一定量N2,平衡正向移动,建立新的平衡状态
10.一定温度下,反应在容积固定的密闭容器中进行,下列措施不会改变化学反应速率的是
A.充入CO B.充入CO2 C.投入CaO D.充入He
11. 反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述不正确的是
A.
B.该反应中,反应物的总键能大于生成物的总键能
C.使用催化剂可降低反应的活化能
D.该反应的逆反应为吸热反应,升高温度可提高活化分子的百分数
12.一定温度下,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图所示,10s达到平衡。下列描述不正确的是
A.t1时,Z和X的浓度相等,v正(X)>v逆(X)
B.t0=10s,开始到t0用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)
C.该反应容器内的压强始终保持不变
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
13.在T℃时,将足量的某碳酸氢盐()固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:已知反应达平衡时体系的总压强为p。则下列叙述正确的是
A.当混合气体中的体积分数不变时,说明反应达到平衡状态
B.向平衡体系中加入适量,再次平衡后增大
C.向平衡体系中充入适量的,逆反应速率增大
D.该温度下用压强表示的化学平衡常数为
二、填空题
14.在1L恒容密闭容器中充入一定量发生反应:,测得的浓度与温度的关系如图所示:
(1)ΔH (填“>”“<”或“=”)0。
(2)在时达到平衡后,再向容器中充入少量甲醇蒸气,的平衡转化率 (填“增大”减小”或“不变”)。
(3)工业上,利用水煤气合成的反应表示如下: ,向1L的恒容密容器中加入和0.05molCO在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出的热量为3.64kJ。
①从反应开始至恰好平衡状态时,的平均反应速率为 。
②在温度不变条件下,上述反应达到平衡后再向容器中充入和时,平衡 (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。
(4)探究合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高的产率。以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,达到平衡时,容器中为amol,CO为bmol,此时的浓度为 (用含a、b、V的代数式表示,下同)。
15.在T℃下,某容积为2L的密闭容器内,有A、B、C、D、E五种物质参与同一个化学反应,其中A、B、C、D(A、B、C为气体)四种物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示,E为该反应的一种气体生成物,且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同。请回答下列问题:
(1)该反应的反应物为 。
(2)在0~2min内,v(C)= mol•L-1•min-1,v(E)= mol•L-1•min-1。
(3)该反应达到平衡状态的时刻是t= min时,达到平衡状态的标志有 (填序号)。
a.A和C的物质的量相等
b.B的物质的量不变
c.A的正反应速率与的逆反应速率之比为2:1
d.压强不变
(4)物质D在反应中的作用是 。
16.在一个固定体积的密闭容器中,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,发生如下反应:2A(g) + B(g)2C(g) + D(g),达到平衡时C的浓度为0.4 mol·L-。维持相同的温度和相同的容积,按下列四种配比作为起始物质,达到新平衡时C的浓度仍是1.2mol/L。
⑴若使容器温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,则正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
⑵若维持容器体积和温度不变,按下列方法加入起始物质,达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L的是 (用序号填空)。
A.4 mol A+2 mol B
B.2 mol C+ 1mol D
C.3mol C+1 mol D+1 mol B
D.1.6mol A+0.8 mol B+0.6 mol C
⑶某温度下,向容器中加入3mol C和0.8mol D,反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L,则容器的容积V应大于 L,小于 L。
17.现有反应m A(g)+n B(g) p C(g),达到平衡后,当升高温度时,B的转化率减小;当减小压强时,混合体系中A的质量分数增大,则:
(1)该反应的逆反应是 热反应,且p m+n (填“>”、“<”或“=”)。
(2)其他条件不变时,增大压强,C的质量分数 ,逆反应速率 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)其他条件不变时,若加入B(体积不变),则A的转化率 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)其他条件不变时,若降低温度,则平衡时B、C的浓度之比c(C)/c(B)比值将 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(5)其他条件不变时,若加入催化剂,该反应的反应热 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(6)若B是有色物质,A、C均为无色物质,维持容器体积不变,充入氖气时,混合气体的颜色 。(填“变浅”、“变深”或“不变”)
18.Ⅰ:如图所示,甲、乙之间的隔板K和活塞F都可左右移动,甲中充入2molA和1molB,乙中充入2molC和1molHe,此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应:
2A(g)+B(g)2C(g); 反应达到平衡后,再恢复至原温度。回答下列问题:
(1)达到平衡时,隔板K最终停留在0刻度左侧a处,则a的取值范围是 。
(2)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度1处,此时甲容积为2L,反应化学平衡常数为 。
(3)若达到平衡时,隔板K最终停留在左侧刻度靠近0处, 则乙中可移动活塞F最终停留在右侧的刻度不大于 ;
Ⅱ:若一开始就将K、F固定,其它条件均不变,则达到平衡时:
(4)测得甲中A的转化率为b,则乙中C的转化率为 ;
(5)假设乙、甲两容器中的压强比用d表示,则d的取值范围是 。
19.25℃时,在体积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n随时间t的变化如图1所示。
(1)根据图1数据,该反应的化学方程式为 ;平衡常数表达式为 。
(2)计算5~7min的平均反应速率 。
(3)在5~7min内,若K不变,则此处曲线变化的原因是 ,若K变化且温度降低,则该反应的正反应 0(填“<”或“>”)。
(4)已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大。图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图,结合图1判断,下列哪些时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率的 ;A的平衡转化率最大的一段时间是 。
三、计算题
20.已知298K时有下列数据:
物质
(1)上述反应在298K时能否自发进行? 。
(2)该反应能自发进行的温度范围是 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.A为纯固体,固体的浓度视为定值,故A错误;
B.反应速率之比等于化学计量数之比,分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3:2:1,故B正确;
C.2min内用B表示的反应速率是,故C错误;
D.由C项可知,反应速率之比等于化学计量数之比,则,两者数值不相等,故D错误;
故选:B。
2.D
【详解】A.生铁为碳铁合金,铁与碳构成微型原电池,加速铁的腐蚀,与平衡移动无关,A不符合题意;
B.对的分解有催化作用,与平衡移动无关, B不符合题意;
C.对于反应,该反应前后气体的分子数不变,混合气体的颜色加深是由于容器的容积缩小,浓度增大所致,与平衡移动无关,C不符合题意;
D.漂白粉的有效成分为次氯酸钙,其在水中存在水解平衡:,滴入少量醋酸,消耗氢氧根离子,水解平衡向生成的方向移动,漂白效果增强,D符合题意;
故选D。
3.B
【分析】由知,该反应放热,为气体分子数减小的反应,由图象可知,x、y点还未达到反应平衡,,,z点为平衡状态,;曲线N和曲线M相比,反应速率加快,CO的平衡浓度变小,根据分析进行解答。
【详解】A.反应物和生成物均为气体,故气体的总质量不变,容器为恒容,故V不变,那么密度不变,故混合气体的密度:,A错误;
B.z点为平衡状态,此时,x、y点时,,未达到平衡时正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,故化学反应速率:,B正确;
C.根据三段式可知,在此温度下,化学平衡常数,C错误;
D.,升高温度,平衡逆向移动,反应速率加快,CO的平衡浓度增大,但曲线N和曲线M相比,反应速率加快,CO的平衡浓度变小,D错误;
答案选B。
4.C
【详解】A.向A容器中再充入一定量的氦气,保持恒压,则体积增大,达到平衡c(SO2)可相等,A正确;
B.向B容器中再充入一定量的SO3气体,体积不变,平衡逆向移动,使c(SO2)增大,A、B容器c(SO2)可相等,B正确;
C.正反应放热,适当降低B容器的温度,B中c(SO2)减小,A、B容器c(SO2)不相等,C错误;
D.将A的活塞往上拉至反应前的位置,A、B为等效平衡,浓度相等,D正确;
故选C。
【点睛】一定温度下,在A容器充入2molSO2(g)、1molO2(g),B容器充入2molSO3(g)并保持体积不变,起始时A和B容积相等,建立的平衡等效,但随着反应的进行,A中气体的物质的量减小,体积减小,则达到平衡时,A的压强比B大,A中浓度较大,为使c(SO2)相等,两容器的压强应相等或达到相同平衡状态,各物质浓度相等,以此解答该题。
5.D
【分析】容器的容积扩大两倍A的浓度应该减半,实际上A的浓度没有减半说明减小压强平衡逆向移动了,该反应是正向体积减小的反应。
【详解】A.据分析,该反应是正向体积减小,而D是固体,故A错误;
B.根据勒夏特列原理平衡移动不能消除体积增大带来的影响,B的浓度会减小,故B错误;
C.据分析,改变容积平衡逆向移动,故C错误;
D.据分析,平衡逆向移动B的转化率减小,故D正确;
故选D。
6.C
【详解】把用不同物质表示的化学反应速率转化为用同一种物质表示的速率,然后再比较其大小,我们不妨转化为用B表示,A.v(B)= 0.25mol / (L·min);B.v(B)= 0.05mol / (L·min);C.v(B)= 0.3mol / (L·min) ;D.v(B)= 0.25mol / (L·min).,所以化学反应速率最大的是0.3mol / (L·min);选项C正确;
答案选C。
7.C
【详解】A.根据图示,反应物总能量小于生成物总能量,与生成和的反应为吸热反应,故A错误;
B.生成CO的活化能小于生成的活化能,所以生成的副产物中,比少,故B错误;
C.在合成甲醇的过程中,能量变化最大,即能垒最高,反应速率最慢,降低能量变化,可提高反应速率,故C正确;
D.反应生成甲醇和水,没有非极性键生成,故D错误;
选C。
8.C
【详解】A.该反应的反应物和生成物均为气体,三个容器中的气体质量相等、体积均为2L,故气体的密度均相同,A正确;
B.由图可知,甲、乙的平衡浓度相同,但乙中时间短,图中容器乙的反应可能使用了催化剂,B正确;
C.图 中容器乙0~5 min时间内=,C错误;
D.由图可知,氮气开始的浓度为0.1mol/L,平衡浓度为0.08mol/L,则 ,K=,D正确;
故答案为:C。
9.C
【分析】由方程式可知,该反应的平衡常数K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变。
【详解】A.恒温、恒容,体系中再加入56g氧化钙固体,气体体积减小,压强增大,平衡逆向移动,故A错误;
B.恒温,压缩容器体积,容器中气体压强增大,平衡向正反应方向移动,但达到平衡后,平衡常数不变,二氧化碳的浓度不变,化学反应速率不变,故B错误;
C.恒温、恒压,体系中再加入100g碳酸钙固体时,温度不变,平衡常数不变,故C正确;
D.恒温、恒压,体系中通入一定量不参与反应的氮气相当于减小压强,平衡向正反应方向移动,但达到平衡后,平衡常数不变,二氧化碳的浓度不变,反应回到初始平衡状态,故D错误;
故选C。
10.D
【详解】A.充入CO增大反应物的浓度,速率增大,故A不符合题意;
B.充入CO2,增大产物的浓度,速率增大,故B不符合题意;
C.投入CaO可以吸收水蒸气,二氧化碳,速率改变,故C不符合题意;
D.固定的密闭容器充入He,反应物产物浓度均不变,速率不变,故D符合题意;
故答案为D。
11.B
【详解】A.表示无催化剂时正反应的活化能,表示无催化剂时逆反应的活化能,则,A正确;
B.由图可知,该反应是反应物总能量高于生成物态能量的放热反应,所以反应物的总键能-生成物的总键能<0,因此反应物的总键能小于生成物的总键能,B错误;
C.使用催化剂可降低反应的活化能,C正确;
D.由图可知,该反应的正反应是放热反应,则逆反应是吸热反应,温度升高,提供了能量,提高了活化分子的百分数,D正确;
故选B;
12.B
【详解】A.由曲线图可知,t1时,Z和X的曲线相交,所以浓度相等,此时反应正向进行,所以v正(X)>v逆(X),故A正确;
B.t0=10s时,用Z表示开始到t0时间内的反应速率为,故B错误;
C.由图象可以看出,反应中X、Y的物质的量减少,为反应物,Z的物质的量增多,为生成物,当反应进行到10s时,△n(X)=0.79mol,△n(Y)=0.79mol,△n(Z)=1.58mol,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,反应的方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),所以反应容器内的压强始终保持不变,故C正确;
D.由图象可知,X、Y的物质的量减少,为反应物,Z的物质的量增多,为生成物,参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)⇌2Z(g);
故答案选B。
13.C
【详解】A.该反应属于固体分解反应,混合气体中的体积分数恒为50%,故混合气体中的体积分数不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.根据化学平衡常数,温度不变常数不变,向平衡体系加入适量,再次平衡后也不变,B错误;
C.向平衡体系中充入适量的,生成物浓度增大,逆反应速率增大,C正确;
D.反应达平衡时体系的总压强为p,则,故该温度下化学平衡常数为,D错误;
故答案为:C。
14.(1)<
(2)不变
(3) 0.008mol/(L·min) 不移动
(4)
【详解】(1)由图可知,反应温度T1时反应先达到平衡,说明反应温度T1大于T2.,温度T1时甲醇的物质的量大于T2.,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,反应ΔH小于0,故答案为:<;
(2)在T1时达到平衡后,再向容器中充入少量甲醇蒸气相当于增大体系的压强,该反应是气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不发生移动,则甲醇的平衡转化率不变,故答案为:不变;
(3)①由10 min后反应达到平衡状态,测得放出的热量为3.64 kJ可知,从反应开始至恰好平衡状态时,氢气的反应速率为=0.008mol/(L·min),故答案为:0.008mol/(L·min);
②由10 min后反应达到平衡状态,测得放出的热量为3.64 kJ可知,1L的恒容密容器中平衡时氢气、一氧化碳、甲醇的浓度为—=0.02 mol/L、—=0.01 mol/L、=0.04 mol/L,则反应的平衡常数K==10000,该温度下向上述平衡体系中加入0.01 mol氢气、0.05 mol甲醇时,反应的浓度熵Qc==10000=K,说明充入物质后,化学平衡不发生移动,故答案为:不移动;
(4)由方程式I、III可知,反应生成1 mol甲醇或一氧化碳时,会有1 mol水蒸气生成,达到平衡时,容器中甲醇为amol、一氧化碳为bmol,则水蒸气的浓度为=mol/L,故答案为:。
15.(1)AB
(2) 0.5 0.25
(3) 2 bc
(4)作催化剂
【分析】由图可知从时刻开始各物质的物质的量不再发生改变,说明反应达到平衡状态。由图可知A、B的物质的量减少,为反应物,C的物质的量增加,则C为生成物,为该反应的一种气体生成物,且生成物在化学方程式中的化学计量数与的相同,由化学方程式中的化学计量数与其反应速率成正比,可写出化学方程式为。
【详解】(1)由分析可知,该反应的反应物为A、B;
(2),E为被反应的一种气体生成物,且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同,则;
(3)由图可知从时刻开始各物质的物质的量不再发生改变,说明反应达到平衡状态;
a.由图可知,A和C的物质的量相等时反应未达到平衡状态,a项不选;
b.B的物质的量不再发生改变,说明其正逆反应速率相等,反应达到了平衡状态,b项选;
c.A的正反应速率与B的正反应速率之比为,当A的正反应速率与B的逆反应速率之比为时,则B的正反应速率与B的逆反应速率之比为,即,反应达到了平衡状态,c项选;
d.由反应的化学方程式可知,反应前后气体的物质的量未发生改变,故压强始终未变,压强不变不能说明反应达到了平衡状态,d项不选;
答案选bc;
(4)由图中曲线变化可知,D参与反应前与达到平衡状态时,物质的量不变,可判断出D为催化剂。
16.(1)吸热 (2)B (3) 0.5 2.5
【分析】(1)根据质量、摩尔质量、物质的量的关系结合方程式判断平衡的移动,从而判断该反应中的能量变化;
(2)维持容器体积和温度不变,达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L,为等效平衡,且为完全等效平衡,按化学计量数转化到左边满足2molA、2molB。
(3)采用极限法求出的物质的量,根据浓度,物质的量求出容器的体积。
【详解】(1)根据质量守恒定律及反应方程式知,该反应反应前后气体的物质的量不变,气体的质量变小,所以平均摩尔质量减小,温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,说明平衡向正反应方向移动,所以正反应是吸热反应;
因此,本题正确答案是:吸热;
(2)根据等效平衡,把各物质都换算成方程式左边的物质,与初始加入的2 mol A和1 mol B相等即可,
A.4molA+2molB与初始2 mol A 和1 mol B不同,不属于等效平衡,故A错误;
B. 2molC+1molD换算成A、B,A、B浓度分别为2mol、1mol,与初始投料相同,平衡等效,所以B 选项是正确的;
C. 3molC+1molD+1mol B换算成A、B,A、B浓度分别为2mol、2mol,与初始浓度不同,故C 错误;
D.1.6molA+0.8molB+0.6molC换算成A、B,没有D,C不能反应,与初始A、B的物质的量不相同,故D错误;
综上所述,本题正确选项B。
⑶若 C未转化时, C的物质的量为3mol,此时体积最大,所以容器的体积V=n/c=3/1.2=2.5L;若D完全反应时,平衡时C的物质的量最小,此时体积最小,根据方程式计算反应的C的物质的量: 2A(g)+B(g)2C(g)+D(g),n(A)=2.4mol,n(B)=0.8mol,所以C的物质的量最小为3-2.4=0.6mol,容器的体积为V=n/c=0.6/1.2=0.5L;所以容器的容积V应大于0.5L,小于2.5L;
综上所述,本题正确答案:0.5,2.5。
17. 吸 < 增大 增大 增大 增大 不变 不变
【分析】综合应用外因对反应速率、化学平衡的影响,分析反应热、反应速率、物质浓度、转化率等物理量的变化。
【详解】(1)平衡后升温,B转化率减小,即升温左移。故逆反应吸热、正反应放热。平衡后减压,A的质量分数增大,即减压左移。故m+n>p。
(2)A、B、C均为气体,混合气体总质量不变。增大压强,平衡右移,C的质量分数增大。同时C浓度变大,逆反应速率增大。
(3)加入B(体积不变),会使平衡右移,A的转化率增大。
(4)降低温度,会使平衡右移,c(C)增大、c(B)减小,则平衡时B、C的浓度之比c(C)/c(B)比值将增大。
(5)加入催化剂,不能改变反应物总能量和生成物总能量,故反应热不变。
(6)氖气性质稳定,不参与反应。混合气体的颜色取决于B的浓度。体积不变时充入氖气,虽然容器内总压强变大,但A、B、C浓度都不变,正、逆反应速率都不变,化学平衡不移动。故混合气体的颜色不变。
18. 0<a<2 4 8 1-b 4/3<d<3/2
【详解】Ⅰ.(1)根据反应方程式2A(g)+B(g)2C(g) 可知反应达平衡时气体物质的量减小,当物质的量不变时平衡,此时隔板K、F不再移动,当乙中没有He气时,甲中充入2molA、1molB与乙中充入2molC到达平衡状态,两平衡等效,即两边气体的物质的量相等,隔板应位于中间0处,此后向乙中再充入1molHe气,会使乙中气体压强增大,隔板向甲的方向移动,会使甲中的反应向正向移动,再次到达平衡时,隔板位于a处,通过观察,当反应未开始时隔板位于0处,每一个格相当于0.5mol气体,隔板在a处时,甲中的气体为0.5×(6-a)mol。设甲中反应到达平衡时,有xmolB发生反应,
2A(g)+B(g)2C(g)
开始(mol) 2 1 0
转化(mol) 2x x 2x
平衡(mol) (2-2x) (1-x) 2x
(2-2x)+(1-x)=(6-a)×0.5 0.5a=x,当B完全反应时,x=1,a取最大,即a=2,2molA和1molB完全反应时生成2molC,根据可逆反应不能进行到底可知:K停留在0~2之间某位置,故答案为0<a<2;
(2)根据题中的条件,当到达平衡时,隔板位于左侧1处,则说明乙端的相当有7个格,即乙中平衡时气体的物质的量为3.5mol,其中He为1mol。设乙中到达平衡时有ymolC反应
2C(g)2A(g)+B(g)
开始(mol) 2 0 0
转化(mol) y y 1/2y
平衡(mol)(2-y) y 1/2y
(2-y)+y+1/2y =2.5 y=1,则甲中C的物质的量为1mol,A的物质的量为1mol,B的物质的量为0.5mol,甲容积为2L,根据化学平常数表达式的概念,生成物浓度计量系数次方的乘积与反应物浓度计量系数次方的乘积的比值,K=" c2(C)/c2(A)" c(B)="0.52/(0.52×0.25)" =4;
(3)根据题中信息可知,甲和乙是在恒温恒压条件下的反应,属于等效平衡,若平衡时K停留在0处,说明甲中平衡混合物为3mol,如乙平衡不移动,乙中为C和He,共4mol,体积为8,F应停留在8处,但因为等同于此时再向乙中通入1molHe,2C(g)2A(g)+B(g),会使乙中气体压强增大,隔板向甲的方向移动,则活塞F应停留在右侧不大于8处;
Ⅱ.(1)体积固定,恒温、恒压容器中,两边达到平衡的状态相同,乙中的氦气对平衡无影响;体积不变,两边转化结果相同,左边甲容器中甲中A的转化率为b,则A转化了2b,右边乙容器中含有2b的C物质,乙中C的转化率=( 2—2b)/2=1-b;
(2)此题仍要考虑两种极限情况,即乙、甲完全转化与乙、甲完全不转化,当乙完全不转化、甲完全转化时,恒容,d= P甲/P乙=n甲/n乙=3/2;当乙完全转化、甲完全不转化时,恒容,d= P甲/P乙=n甲/n乙=4/3,,因此d的取值范围是4/3<d<3/2。
19.(1)
(2)
(3) 增大压强 <
(4) 、
【详解】(1)由图1可知,A、B为反应物,C为生产物,且最后A、B的物质的量不为0,为可逆反应,3min时△n(A):△n(B):△n(C)=(1-0.7)mol:(1-0.4)mol:0.6mol=1:2:2,物质的量之比等于化学计量数之比,所以反应方程式为;平衡常数为生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,所以;从反应开始到达第一次平衡时的平均速率;;
(2)5~7min的平均反应速率
(3)K值不变,温度不变,由图1可知,5min时各组分的物质的量不变,且平衡向正反应移动,只能改变压强,由反应为前后气体体积减小的反应,故应增大压强;由图知,A、B的浓度减小,C的浓度增加,故K值增大,平衡正向移动,温度降低,说明正反应为放热反应,<0;
(4)已知达平衡后,降低温度,A的转化率将增大,说明降低温度,平衡正向移动,<0,结合图1得,时刻为升高温度,时刻为使用催化剂,时刻为减小压强,、时刻是因增大了反应物活化分子百分数而影响反应速率;A的平衡转化率最大的一段时间是。
20.(1)不能自发
(2)反应可以自发进行需要T>361.05K
【详解】(1)反应的焓变等于生成物的焓变减去反应物的焓变,,,则上述反应在298K时不能自发进行;
(2),反应可以自发进行,则T>361.05K。
答案第1页,共2页
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