化学平衡 化学平衡常数
突破训练(二)
1.在恒温恒容的容器中,发生反应H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)。初始时加入平均相对分子质量为15的H2、CO混合气体,一段时间后测得气体的平均相对分子质量为16。下列说法正确的是 ( )
A.反应前后气体的压强之比为2∶1
B.反应前后气体的密度之比为15∶16
C.此时CO的转化率为50%
D.若反应继续向正反应方向进行,气体的平均相对分子质量将减小
2.O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下:
反应① O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1;
反应② [O]+O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2;
总反应:2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K。
下列叙述正确的是( )
A.降低温度,K减小
B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率
D.压强增大,K2减小
3.已知反应:2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分别在0 ℃和20 ℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如图所示。下列说法正确的是( )
A.b代表0 ℃下CH3COCH3的Y-t曲线
B.反应进行到20 min末,CH3COCH3的>1
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的 =1
4.汽车尾气净化中的一个反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8 kJ·mol-1。在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,当改变其中一个条件x,y随x的变化符合图中曲线的是( )
A.当x表示温度时,y表示平衡常数K
B.当x表示温度时,y表示CO的转化率
C.当x表示N2的物质的量时,y表示NO的转化率
D.当x表示NO的物质的量时,y表示平衡常数K
5.将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g)2Z(g)+aQ(g)。2 min时达到平衡,生成0.8 mol Z,测得Q的浓度为0.4 mol·L-1,下列叙述错误的是( )
A.a的值为2
B.平衡时X的浓度为0.8 mol·L-1
C.Y的转化率为60%
D.反应速率v(Y)=0.2 mol·L-1·min-1
6.研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因,查阅资料知:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快)
v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2) ΔH1<0
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)
v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2) ΔH2<0
请回答下列问题:
(1)一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=________,根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是________(填字母)。
a.k2正增大,c(N2O2)增大
b.k2正减小,c(N2O2)减小
c.k2正增大,c(N2O2)减小
d.k2正减小,c(N2O2)增大
(2)由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为______(填字母)。
7.100℃时,若将0.100 mol N2O4气体放入1 L密闭容器中,发生反应N2O4(g)2NO2(g),c(N2O4)随时间的变化如表所示。回答下列问题:
时间/s
0
20
40
60
80
100
0.100
0.070
0.050
0.040
0.040
0.040
(1)在0~40 s时段,化学反应速率v(NO2)为______ mol·L-1·s-1;此温度下的化学平衡常数K为__________。
(2)下列能说明该反应达到平衡状态的是________(填选项字母)。
A.2v(N2O4)=v(NO2)
B.体系的颜色不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.混合气体的压强不再改变
(3)该反应达到平衡后,降温至50℃,c(N2O4)变为0.080 mol·L-1,混合气体的颜色变__________(填“深”或“浅”),该反应的正反应为__________反应(填“吸热”或“放热”),判断的理由是__________________________________。
(4)该反应达到平衡后,若只改变一个条件,达到新平衡时,下列能使NO2的体积分数增大的是____(填选项字母)。
A.充入一定量的NO2
B.增大容器的容积
C.分离出一定量的NO2
D.充入一定量的N2
(5)100℃时,若将9.2 g NO2和N2O4气体放入1 L密闭容器中,某时刻测得容器内气体的平均相对分子质量为50,则此时v正(N2O4)__________v逆(N2O4)(填“>”“=”或
“<”)。
8.某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________。
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
请完成此实验设计,其中:V1=________,V6=________,V9=________。
9.无色气体N2O4是一种强氧化剂,为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+24.4 kJ·mol-1。
上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为________(用k正、k逆表示)。若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298 K、压强100 kPa),已知该条件下k正=4.8×104 s-1,当N2O4分解10%时,v正=________kPa·s-1。
10.(1)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH
图K26-2
在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图K26-2所示。
①根据图判断该反应的ΔH (填“>”“” “