C.根据平衡常数的表达式K=
=
=1.44。
D.因该反应前后气体化学计量数和相等,其他条件不变时,再充入0.2molZ,达到平衡时,其作用效果相当于保持Z的物质的量不变,缩小容器的体积,X的体积分数不变。
答案:
C
点拨:
知识:
反应速率的计算、外界条件对平衡移动的影响、化学平衡常数、等效平衡。
能力:
考查考生根据表格数据,结合所学理论知识分析解决问题的能力,特别考查考生对平衡常数的计算公式中各项的理解,在表达式中用到的是各项的平衡浓度而不是物质的量。
试题难度:
中等。
9.(2012·南昌市高三调研测试)1molX气体跟amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应:
X(g)+aY(g)b(Z)(g)
反应达到平衡后,测得X的转化率为50%。
而且,在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的
,则a和b的数值可能是( )
A.a=1,b=1B.a=2,b=1
C.a=2,b=2D.a=3,b=3
解析:
本题考查化学平衡及简单计算,考查考生的计算能力。
难度中等。
先根据X的转化率为50%列出三段式;
X(g) + aY(g)bZ(g)
起始:
1molamol0mol
转化:
0.5mol0.5amol0.5bmol
平衡:
0.5mol0.5amol0.5bmol
再根据密度与物质的量成反比,结合三段式,得等式:
(1+a)/(0.5+0.5a+0.5b)=4/3,只有A选项符合该等式。
答案:
A
10.在一定温度下,反应
H2(g)+
X2(g)HX(g)的平衡常数为10。
若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于( )
A.5% B.17% C.25% D.33%
解析:
本题考查平衡常数、分解率的计算。
设分解率为x
H2(g)+
X2(g)HX(g)
始态 0 0 1mol·L-1
平衡态
xmol·L-1
xmol·L-1 (1-x)mol·L-1
K=
=10
解得x=
≈17%
答案:
B
11.在容积均为500mL的Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三个密闭容器(容器体积恒定不变)中分别充入1molN2和2.5molH2,三个容器的反应温度分别为T1,T2,T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下发生反应:
N2+3H22NH3 ΔH<0。
实验测得反应均进行到tmin时N2的体积分数如图所示。
下列说法正确的是( )
A.当v(H2)=3v(N2)时,可以说明三个容器中的反应达平衡状态
B.在tmin时,一定达化学平衡状态的是Ⅱ和Ⅲ
C.在tmin时测得c(N2)Ⅲ=1mol/L,若再向Ⅲ中充入1.5molN2和1molNH3,H2的转化率不变
D.三个容器中的反应均达到平衡后,容器Ⅰ中混合气体的平均相对分子质量最小
解析:
本题考查化学平衡的移动,意在考查考生对图象的分析能力以及对化学平衡的理解。
难度较大。
A项,没有指明H2和N2的正逆反应速率,不能说明反应达到了平衡状态,错;B项,从图中不能看出N2含量随时间的变化情况,故无法说明已达平衡,错;C项,tmin时Ⅲ中的平衡常数为
=4,再充入N2和NH3,此时Q=
=4,平衡不移动,则H2的转化率不变,正确;D项,平衡相对分子质量=总质量÷总物质的量,由质量守恒定律知,总质量不变,该反应为体积缩小的反应,Ⅲ中N2的含量最大,故总物质的量最大,平均相对分子质量最小,错。
答案:
C
12.(2013·江苏省南京市高三年级第一次模拟)在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应:
CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,下列有关说法一定正确的是( )
A.上述反应的ΔH>0
B.压强p1>p2>p3>p4
C.1100℃时该反应的平衡常数为64mol2·L-2
D.压强为p4时,在Y点:
v(正)<v(逆)
解析:
本题考查化学平衡知识,意在考查考生对化学平衡知识的综合运用能力。
A项,由图知,随着温度升高,CH4平衡转化率增大,则表明该反应是吸热反应,即ΔH>0,正确;B项,由反应可知,增大压强,平衡逆向移动,则CH4的平衡转化率降低,故p4>p3>p2>p1,B错;C项,1100℃时CH4转化率为80%,则平衡时CH4、CO2浓度均为0.02mol·L-1,生成的CO、H2均为0.16mol·L-1,故K=
=
=1.6384(mol2·L-2),C错;D项,Y点未达到平衡,达平衡时CH4转化率会增大,则表明反应仍需向正反应方向进行,即v(正)>v(逆),D错。
答案:
A
二、非选择题
13.(2013·广东卷·31)大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。
将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)===IO-(aq)+O2(g)ΔH1
②IO-(aq)+H+(g)===HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)===I2(aq)+H2O(l)ΔH3
总反应的化学方程式为________________________________________________________________________,
其反应热ΔH=______________。
(2)在溶液中存在化学平衡:
I2(aq)+I-(aq)I
(aq),其平衡常数表达式为________。
(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图1),某研究小组测定两组实验中I
浓度和体系pH,结果见图2和下表。
编号
反应物
反应前pH
反应后pH
第1组
O3+I-
5.2
11.0
第2组
O3+I-+Fe2+
5.2
4.1
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是__________________________________。
②图1中的A为________。
由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是________________。
③第2组实验进行18s后,I
浓度下降。
导致下降的直接原因有(双选)________。
A.c(H+)减小
B.c(I-)减小
C.I2(g)不断生成
D.c(Fe3+)增加
(4)据图2,计算3~18s内第2组实验中生成I
的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
解析:
利用盖斯定律、化学反应速率、化学平衡的影响因素等分析及计算,逐步解决问题。
(1)根据盖斯定律,由①+②+③可得总反应为2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l),则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)所给反应的平衡常数表达式为K=
。
(3)①第1组实验中,pH升高是因为反应消耗了H+。
②图1中的A为Fe2+,由Fe3+生成Fe2+的过程中,I-被氧化为I2,因此I-的转化率显著提高。
③导致I
浓度下降的原因是c(Fe3+)增加,使c(I-)减小,平衡I2(aq)+I-(aq)I
(aq)逆向移动。
(4)v(I
)=
≈5.5×10-4mol·(L·s)-1。
答案:
(1)O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)===O2(g)+I2(aq)+H2O(l) ΔH1+ΔH2+ΔH3
(2)K=
(3)①H+被消耗,其浓度降低 ②Fe2+ Fe3+氧化I-生成I2,使I-的转化率显著提高 ③BD (4)反应时间:
18s-3s=15s,I
浓度变化:
11.8×10-3mol·L-1-3.5×10-3mol·L-1=8.3×10-3mol·L-1,v(I
)=
≈5.5×10-4mol·(L·s)-1
点拨:
知识:
反应热、化学反应速率、化学平衡常数。
能力:
考查考生对化学反应原理的理解能力。
试题难度:
中等。
14.(2012·广东深圳中高三模拟)300℃时,将2molA和2molB两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g) ΔH=Q,2min末达到平衡,生成0.8molD。
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为K=________。
已知K300℃”或“<”)。
(2)在2min末时,B的平衡浓度为________,D的平均反应速率为________。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”),原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)如果在相同的条件下,上述反应从逆反应方向进行,开始时若加入C、D各
mol。
若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同,则还应该加入B________mol。
解析:
(1)若温度越高,K越大,则说明升温,平衡正向移动,即正反应为吸热反应,ΔH>0。
(2)生成0.8molD,则反应掉0.4molB,剩余1.6molB,c(B)=1.6mol÷2L=0.8mol·L-1。
v(B)=
=0.1mol·L-1·min-1,由化学计量数知,D的反应速率应为B的2倍,故v(D)=2v(B)=2×0.1mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1。
(3)该反应为反应前后气体的总物质的量不变的反应,加压平衡不移动,故A的转化率不变。
(4)将C、D折算成A、B,则相当加入2molA和2/3molB,容器体积固定,若浓度相同,则说明起始时物质的量相等,故B还应加入2mol-
mol=
mol。
答案:
(1)
>
(2)0.8mol·L-1 0.2mol·L-1·min-1
(3)不变 反应前后气体的总物质的量不变,压强对平衡无影响
(4)4/3
15.(2013·湖南师大附中高三模拟)二氧化硫和氮氧化物是大气的主要污染物,防止和治理其对环境的污染是当前环保工作的重要研究内容之一。
(1)一定条件下,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),向2L密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和0.2molSO3(g),2min后反应达到平衡,测得SO2的物质的量为1mol,若往容器中再加入2molSO2(g),则重新达到平衡时SO2的总转化率________50%(填“>”“<”或“=”)。
(2)在一密闭容器中发生反应2NO2(g)2NO+O2(g) ΔH>0,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如图所示。
请回答:
①依曲线A,反应在前3min内氧气的平均反应速率为________。
②若曲线A、B分别表示的是该反应在不同条件下的反应情况,由此条件可能是________(填“浓度”“压强”“温度”或“催化剂”)。
(3)一定温度下,在密闭容器中N2O5可发生下列反应:
①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);
②2NO2(g)2NO(g)+O2(g)。
若达平衡时,c(NO2)=0.4mol/L,c(O2)=1.3mol/L,则反应②中NO2的转化率为________,N2O5(g)的起始浓度应不低于________mol/L。
解析:
(1)增大二氧化硫的浓度,导致二氧化硫自身转化率减小。
(2)①根据图像分析可知:
前3min氧气浓度增大了0.035mol/L,所以平均反应速率为0.0117mol/(L·min);②从图像变化的趋势来看,B相对于A来说,反应速率增大,NO2浓度减小,所以只可能是温度。
(3)利用反应①和②可以求出当c(NO2)=0.4mol/L,c(O2)=1.3mol/L时,
①2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
4xx
②2NO2(g)2NO(g)+O2(g)
2y2yy
x+y=1.3mol/L,4x-2y=0.4mol/L,
解得:
x=0.5mol/L,y=0.8mol/L。
所以,反应②中NO2的转化率为80%。
由①反应生成的O2的浓度为0.5mol/L,知N2O5的起始浓度应大于1mol/L。
答案:
(1)<
(2)①0.0117mol/(L·min) ②温度
(3)80% 1