第3章 化学平衡(习题解)
程兰征版物理化学习题解答3知识讲解
程兰征版物理化学习题解答3第三章 化学平衡1、气相反应:2SO 3(g)=2SO 2(g)+O 2(g)在1000K 时的平衡常数θc K =3.54×103,求该反应的θK (1000K)和θx K (1000K)。
解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压)。
解答略。
2、氧化钴(CoO)能被氢或CO 还原为Co ,在721℃、101325Pa 时,以H 2还原,测得平衡气相中H 2的体积分数2H φ=0.025;以CO 还原,测得平衡气相中CO 的体积分数2H φ=0.0192。
求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) 的平衡常数θK 。
解:CoO(s) + H 2(g) = Co(s) + H 2O (1)0.025θp (1-0.025) θp390.025025.0-11==θK CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO 2 (2)0.0192θp (1-0.0192) θp510.01920192.0-12==θK (2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO 2(g)+H 2(g) ,所以θθθ123/K K K ==51/39=1.313、计算加热纯Ag 2O 开始分解的温度和分解温度。
(1)在101325Pa 的纯氧中;(2)在101325Pa 且2O φ=0.21的空气中。
已知反应2Ag 2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)J ·mol -1。
解:分解温度即标态下分解的温度。
令)(T G m r θ∆=(58576-122T/K)<0,得T >480K 开始分解温度即非标态下分解的温度。
令)(T G m r ∆=(58576-122T/K)+8.314×Tln0.21<0,得T >434K4、已知Ag 2O 及ZnO 在温度1000K 时的分解压分别为240及15.7kPa 。
第三章 化学平衡习题
第三章 化学平衡习题1.已知298.15K 时,反应H 2(g) + 0.5O 2(g) = H 2O(g)的Δr G m θ为-228.57kJ/mol. 298.15 K 时水的饱和蒸汽压为3.1663 kPa ,水的密度为997 kg/m 3。
求298.15 K 反应H 2(g) + 0.5O 2(g) = H 2O(l)的Δr G m θ。
解:1221341234228.57 3.1663ln8.314298.15ln 8.56101.32500228.578.56237.13r m G G kJp G nRT kJ p G G G G G G G kJθ∆=∆=-∆==⨯=-∆∆∆∆∆∆∆---等温等压可逆相变过程:=凝聚相恒温过程:==+++==2. 1000K 时,反应C(s) + 2H 2(g) = CH 4(g)的Δr G m θ=19397J/mol 。
现有与碳反应的气体,其中含有CH 4(g)10%,H 2(g)80%, N 2(g)10%(体积%)。
试问: (1)T =1000K ,p =100kPa 时,甲烷能否形成?(2)在(1)的条件下,压力需增加到若干,上述合成甲烷的反应才可能进行? 解:(1)42220.10.1560.8()()ln 193978.3141000ln 0.156 3.950CH p H r m pp p p p Q p pp p G G RT Q kJ θθθθθθθ===∆=∆+=+⨯=>甲烷不能形成。
(2)220.1ln ln 00.8()0.1100193978.3141000ln 00.8()100158.63r m p r m p p G G RT Q G RT p ppp p kPaθθθθ∆=∆+=∆+<+⨯<>3.在一个抽空的容器中引入氯和二氧化硫,若它们之间没有发生反应,则在375.3K 时的分压分别为47.836 kPa 和44.786 kPa 。
化学平衡-习题及答案
化学平衡复习题一、判断题:1、H3PO4溶液中,c (PO43- ) = K(H3PO4 ) mol·L-1。
.................................................()2、催化剂只能改变反应的活能,不能改变反应的热效应。
........................................()3、由CaCO3和CaO 构成的封闭系统,在任何条件下都不能使反应CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) 达到平衡。
................................................................()3、MnS (s) + 2 HAc Mn2+ + 2 Ac- + H2 S 反应的标准平衡常数K= K( MnS )·[ K( HAc ) ]2 / [ K( H2S )·K( H2S ) ]。
............. ()4、密闭容器中,A、B、C 三种气体建立了如下平衡:A (g) + B (g) C (g),若保持温度不变,系统体积缩小至原体积的2时,则反应商Q与平衡常数的关系3是:Q = 1.5 K。
..........................................................................()5、根据同离子效应,沉淀剂加入越多,其离子沉淀越完全。
. ()6、在一定温度下,随着可逆反应2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g) 的进行,p (O2 )、p (SO2 ) 不断减少,p (SO3 ) 不断增大,所以标准平衡常数K不断增大。
.....................................()二.选择题:1、在一恒压容器中,某温度、100.0 kPa 条件下,将1.00 mol A 和2.00 mol B 混合,按下式反应:A (g) + 2B (g) C (g)。
大学物理化学3-化学平衡课后习题及答案
化学平衡课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“√”,错误的画“⨯”。
1. 某一反应在定温、定压且无非体积功的条件下,当该反应的∆r G m <0时,则该反应能正向进行。
( )2. 如果某一化学反应的∆r H < 0,该反应的K 随着温度升高而减小。
( )3. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
( )4. 对理想气体反应:0 = ∑B νB B ,在定温定压下当∑B νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向左移动。
(9. 如果某一化学反应的∆r H 不随温度变化,那么其∆r S 也不随温度变化,但是其∆r G 却与温度有关。
( )5. 对于真实气体混合物的反应,该反应的标准平衡常数K 仅仅是温度的函数。
( )二、选择题选择正确答案的编号,填在各题后的括号内:1. PCl 5的分解反应PCl 5(g) == PCl 3(g) + Cl 2(g) 在473 K 达到平衡时PCl 5(g) 有48.5%分解,在573 K 达到平衡时,有97 %分解,则此反应是( )(1)吸热反应; (2)放热反应;(3)反应的标准摩尔焓变为零的反应;(4)在这两个温度下标准平衡常数相等的反应。
2. 设反应 a A(g ) == y Y(g) + z Z(g),在101.325 kPa 、300 K 下,A 的转化率是600 K 的2倍,而且在300 K 下系统压力为101 325 Pa 的转化率是2×101 325 Pa 的2 倍,故可推断该反应 ( )(1)标准平衡常数与温度,压力成反比;(2)是一个体积增加的吸热反应 ;(3)是一个体积增加的放热反应;(4)标准平衡常数与温度成正比,与压力成反比。
3.理想气体反应N 2O 5(g )== N 2O 4(g )+1/2O 2(g )的∆r H 为41.84kJ ⋅mol -1,∑=0)(,B C mp B ν。
物理化学《化学平衡》习题及答案
物理化学《化学平衡》习题及答案选择题1.下面的叙述中违背平衡移动原理的是(A) 升高温度平衡向吸热方向移动 (B) 增加压力平衡向体积缩小的方向移动(C) 加入惰性气体平衡向总压力减少的方向移动 (D) 降低压力平衡向增加分子数的方向移动答案:C 。
加入惰性气体平衡向总压力增大的方向移动2.要使一个化学反应系统在发生反应后焓值不变, 必须满足的条件是(A) 温度和内能都不变 (B) 内能和体积都不变 (C) 孤立系统 (D) 内能, 压力与体积的乘积都不变答案:D 。
因ΔH =ΔU +Δ(pV )3.在等温等压下,当反应的∆r G m ∃ = 5kJ ·mol -1时,该反应能否进行?(A) 能正向自发进行 (B) 能逆向自发进行 (C) 不能判断 (D) 不能进行答案:C 。
应该用∆r G m 判断而不是∆r G m ∃ 。
4.已知反应 2NH 3 = N 2 + 3H 2,在等温条件下,标准平衡常数为0.25,那么,在此条件下,氨的合成反应1/2 N 2 + 3/2 H 2 = NH 3 的标准平衡常数为: (A) 4 (B) 0.5 (C) 2 (D) 1 答案:C 。
5.反应 2C(s) + O 2(g) ←→ 2CO(g),其∆r G m ∃ /(J ·mol -1) = -232600 - 167.7T /K ,若温度升高,则:(A) ∆r G m ∃ 变负,反应更完全 (B) K p ∃ 变大,反应更完全 (C) K p ∃ 变小,反应更不完全 (D )无法判断 答案:C6.对于气相反应,当体系总压力p 变化时(A) 对K f ∃ 无影响 (B) 对K r 无影响 (C) 对K p ∃ 无影响 (D) 对K f ∃ 、K r 、K p ∃ 均无影响答案:A 。
理想气体的K p ∃ 不受压力的影响而真实气体的K p ∃ 将随压力而变。
7.理想气体反应CO(g)+2H 2(g) = CH 3OH(g)的∆r G m ∃与温度T 的关系为:∆r G m ∃ = -21660+52.92T ,若要使反应的平衡常数K p ∃ >1,则应控制的反应温度: (A) 必须低于409.3℃ (B) 必须高于409.3K (C) 必须低于409.3K (D) 必须等于409.3K 答案:C8.某化学反应在298K 时的标准吉布斯自由能变化为负值,则该温度时反应的K p ∃将是: (A)K p ∃= 0 (B) K p ∃ < 0 (C) K p Θ > 1 (D) 0 < K p ∃ < 1 答案:C 。
化学平衡习题及答案
化学平衡习题及答案化学平衡习题及答案化学平衡是化学反应中达到动态平衡的状态,反应物和生成物之间的摩尔比例在一定时间内保持不变。
在学习化学平衡的过程中,习题是非常重要的一部分,通过解答习题可以帮助我们加深对化学平衡的理解。
本文将为大家提供一些化学平衡的习题及其答案,希望能对大家的学习有所帮助。
习题一:考虑以下反应:N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g),在一个封闭容器中,开始时有2 mol N₂和6 mol H₂,经过一段时间后,平衡时封闭容器内有多少摩尔的NH₃?答案:根据反应物的摩尔比例,1 mol N₂与3 mol H₂反应生成2 mol NH₃。
因此,当N₂和H₂的摩尔数分别减少2 mol和6 mol时,NH₃的摩尔数增加4 mol。
习题二:考虑以下反应:CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g),在一个封闭容器中,开始时有2 mol CO和4 mol H₂O,经过一段时间后,平衡时封闭容器内有多少摩尔的CO₂?答案:根据反应物的摩尔比例,1 mol CO与1 mol H₂O反应生成1 mol CO₂和1 mol H₂。
因此,当CO和H₂O的摩尔数分别减少2 mol和2 mol时,CO₂的摩尔数增加2 mol。
习题三:考虑以下反应:2H₂(g) + O₂(g) ⇌ 2H₂O(g),在一个封闭容器中,开始时有3 mol H₂和2 mol O₂,经过一段时间后,平衡时封闭容器内有多少摩尔的H₂O?答案:根据反应物的摩尔比例,2 mol H₂与1 mol O₂反应生成2 mol H₂O。
因此,当H₂和O₂的摩尔数分别减少4 mol和2 mol时,H₂O的摩尔数增加4 mol。
习题四:考虑以下反应:N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g),在一个封闭容器中,开始时有4 mol N₂O₄,经过一段时间后,平衡时封闭容器内有多少摩尔的NO₂?答案:根据反应物的摩尔比例,1 mol N₂O₄生成2 mol NO₂。
化学平衡典型习题和答案解析
化学平衡1.某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)→2C(g)达到平衡,测得平衡时A、B、C物质的量之比为n(A):n(B):n(C)=1:1:2,若保持温度不变,以1:1:2的物质的量之比再充入A、B和C,下列判断中正确的是()A.平衡不移动 B.平衡向逆反应方向移动C.新平衡时各物质的浓度都比原平衡时增大 D.C的质量分数减小2. 在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g) xC(g),达到平衡后 C体积分数为w% 若维持容器体积和温度不变按0.6mol A 0.3molB 1.4mol C为起始物质,达到平衡后 C体积分数仍为W% 则X的值为() A 1 B 2 C 3 D 43.对于密闭容器中的反应:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)△H<0,673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。
下列叙述不正确的是A.点a的正反应速率比点b的大B.点c处的正反应速率比逆反应的大C.点d(t1时刻) 和点e(t2时刻) 处n(N2)一样多D.其他条件不变,773K下反应至t1时刻,n(H2)比上图中d点的值小4. 在4L密闭容器中充入6mol A气体和5mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),10min达到化学平衡,生成了2mol C,经测定D的平均反应速率为0.05mol•L-1•min-1.下列判断正确的是()A.平衡时A的浓度为1.50mol•L- 1 B.x=1C.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的0.8倍 D.B的转化率为20%5. 体积相同的甲.乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2+O2⇌2SO3,并达到平衡.在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率()A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法6. 在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N2和1g H2,乙容器中充入2g N2和2g H2。
化学平衡习题集(含答案)
化学平衡习题集1.如图所示,一定条件下将1mol A2气体和3molB2气体充入一容积可变的密闭容器中,可滑动的活塞的位置如图1所示。
在恒温恒压下发生如下反应:A2+3B2 2AB3。
当反应达到平衡时,活塞位置如图2所示,则平衡时A的转化率是A.20% B.40%C.60%D.无法确定2.可逆反应a A(s)+b B(g) c C(g)+d D(g),反应过程中,当其它条件不变时,C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如图,下列叙述正确的是:A.达到平衡后,加入催化剂则C%增大B.达到平衡后,若升高温度,平衡向右移动C.化学方程式中b < c +d D.达平衡后,增加A的量,有利于平衡向右移动3.一定温度下,把2. 0体积的N2和6. 0体积的H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生如下反应:N2+3H22NH3。
已知平衡时NH3的浓度是c mol·L-1,现按下列四种配比作为起始物质,分别充入上述容器,并保持温度不变,则达到平衡后,NH3的浓度不为..c mol·L-1的是A。
1.0体积的N2和3。
0体积的H2 B。
2。
0体积的N2、6。
0体积的H2和4.0体积的NH3C. 4。
0体积的NH3和1.0体积的H2 D。
2.0体积的NH34.根据下列有关图象,说法正确的是A.由图Ⅰ知,反应在T1、T3处达到平衡,且该反应的△H<0B.由图Ⅱ知,反应在t6时,NH3体积分数最大C.由图Ⅱ知,t3时采取降低反应温度的措施D .图Ⅲ在10L 容器、850℃时反应,由图知,到4min 时,反应放出51.6kJ 的热量 5.已知某可逆反应mA (g )+ nB(g ) pC (g ),在密闭容器中进行,下图表示在不同反应时间t 、温度T 和压强P 与反应物B 在混合气体中的百分含量B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是( )A 、T 1〈T 2、P 1>P 2、m+n 〉p ,⊿H <0;B 、T 1>T 2、P 1〈P 2、m+n 〉p,⊿H >0;C 、T 1〉T 2、P 1〈P 2、m+n<p ,⊿H >0;D 、T 1<T 2、P 1>P 2、m+n 〈p,⊿H 〈0; 6.可逆反应2NH 3N 2+3H 2在密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )①单位时间内生成n mol N 2的同时生成2n mol NH 3 ②单位时间内生成n mol N 2的同时生成3n mol H 2 ③用NH 3、N 2、H 2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶1∶3 ④各气体的浓度不再改变 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变 A 。
化学平衡习题_化学平衡试题及解析
化学平衡题目解析归纳总结:一、极端假设法解“化学平衡等同性”的问题对一可逆反应,在一定条件下,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,都可以建立等同平衡状态。
也就是说,不同的起始条件可以达到等同平衡状态。
这里所说的等同平衡状态有两种情况:1. 当温度和体积一定 (即恒温恒容)时,指平衡时各物质的物质的量相同,此时各不同的起始状态实际上是同一起始状态。
判断的方法是:将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法),若对应物质的数值(物质的量)相同即等同平衡状态;若不同,则不是等同平衡状态。
【注意】各不同的起始状态,对应物质的物质的量相同,其浓度相同或百分含量也相同。
“恒温恒容”特例:2HI(g)H 2(g)+I2(g),因为该类型反应的特点是反应前后气体的物质的量不变,所以也是“恒温恒压”。
2. 当温度和压强一定(体积可变,即恒温恒压)时,指平衡时各物质的浓度相同或百分含量相同。
此时各不同的起始状态,经过将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法)后,只要对应反应物的物质的量之比相同,就会达到等同平衡状态。
【注意】各不同的起始状态,对应物质的物质的量可能不同,但是其浓度相同或百分含量相同。
二、反应物用量的改变对转化率的一般规律Ⅰ、若反应物只有一种:a b B(g)+c C(g),在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关:(可用等效平衡的方法分析)。
①若a=b+c:A的转化率不变;②若a>b+c: A的转化率增大;③若a<b+c:A的转化率减小。
Ⅱ、若反应物不只一种:a A(g)+b c C(g)+d D(g),①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而B的转化率增大。
②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关:如a+b=c+d,A、B的转化率都不变;如a+b>c+d,A、B的转化率都增大;如a+b<c+d,A、B的转化率都减小。
化学平衡练习题及问题详解
化学平衡练习题一、是非题,下列各题的叙述是否正确,对的画√错的画×1、 对于理想气体反应,等温等容下添加惰性组分时平衡不移动。
( )2、指定状态下的 ∆r G 或∑μνB OB B 就是定温定压下G ~ξ 曲线上某一点切线的斜率。
( ) 3、化学反应达到平衡时,反应的摩尔吉布斯函数∆r G m =0。
( )4、恒T 、p 、W ˊ=0下,化学反应的平衡条件为:0r m B B G νμ∆=∑= 。
( )5、某一反应在等温等压且无非体积功的条件下∆r m G > 0 ,则该反应不能正向进行。
( )6、理想气体化学反应()()()A g B g C g →+,在恒温下增大总压时,反应物转化率将增大。
( )7、对理想气体反应:0 = ∑νB B ,在定温定压下当∑νB >0时,随着惰性气体的加入而平衡向右移动。
( )8、由∆r G =-RT ln K ,因为K 是平衡常数,所以∆r G 是化学反应达到平衡时的摩尔吉布斯函数变化值。
( )9、等温等压且不涉及非体积功条件下,一切吸热且熵减小的反应,均不能自动发生。
( )10、 对于B B 0ν≠∑的理想气体反应,等温等压下添加惰性组分时平衡不移动。
( )11、标准平衡常数变了,平衡一定会移动。
反之,平衡移动了,标准平衡常数一定会改变。
( )12、对理想液态混合物中的反应,标准平衡常数K (T )≈B eq B B )χ(ν∏K x 。
( )13、任何一个化学反应都可以用标准摩尔吉布斯函数来判断反应的方向。
( )14、某反应的平衡常数是一个不变的常数。
( )15、在一定温度和压力下,某反应的∆r G > 0,所以要选用合适的催化剂,使反应得以进行。
( )二、选择题1、温度升高时,固体氧化物的分解压力(分解反应是吸热反应):( )。
(1)降低;(2)增大;(3)恒定;(4)无法确定。
2、 HgO(s)的标准摩尔生成吉布斯函数 ∆f G 为- 58.52 kJ ·mol -1,其分解反应为:2HgO(s) == 2Hg(l) + O 2(g), HgO(s)在298K 的分解压力是:( )。
程兰征版物理化学习题解答3
第三章化学平衡1、气相反应:2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g)在1000K 时的平衡常数K F=3.54 X 103,求该反应的K’(IOOOK) 和K/(1000K)。
解:第一问能做,第二问不能做(不知道系统总压) 。
解答略。
2、氧化钴(CoO)能被氢或CO还原为Co,在721 C、101325Pa时,以H2还原,测得平衡气相中出的体积分数H2=0.025 ;以CO还原,测得平衡气相中CO的体积分数H2 =0.0192。
求此温度下反应CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数K 匕解:CoO(s) + H2(g) = Co(s) + H2O (1)0.025 ph (1-0.025) p71a1-0.025Q 390.025CoO(s) + CO(g) = Co(s) + CO2 (2)0.0192 (1-0.0192) p711 -0.0192510.0192(2)-(1)= CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g),所以K/ - K// K/=51/39=1.313、计算加热纯Ag2O开始分解的温度和分解温度。
(1)在101325Pa的纯氧中;(2)在101325Pa且的空气中。
已知反应2Ag2O(s)=4Ag(s)+O 2(g)的.:r G m(T ) =(58576-122T/K)J • mol-1。
解:分解温度O2=0.21即标态下分解的温度。
令.l r G:(T ) =(58576-122T/K)<0,得T>480K开始分解温度即非标态下分解的温度。
令.「G m(T) =(58576-122T/K)+8.314 X Tin0.21<0,得T>434K4、已知Ag2O及ZnO在温度1000K时的分解压分别为240及15.7kPa。
问在此温度下(1)哪一种氧化物容易分解? (2)若把纯Zn及纯Ag置于大气中是否都易被氧化?( 3)若把纯Zn、Ag、ZnO、Ag2O 放在一起,反应如何进行?(4)反应ZnO(s)+2Ag(s)=Zn(s)+Ag 2O(s)的• : r H m=242.09kJ - mol -,问增加温度时,有利于那种氧化物的分解?解:(1)氧化银易分解;(2)银不易被氧化;(3) Zn + Ag2O = Ag + ZnO ; (4) ZnO5、已知下列反应的冷G;-T关系为:A 5 1Si(s)+O2(g)=SiO2(s); :r G m(T) =(-8.715 X 10 +181.09T/K)J • mol-A 5 12C(s)+O2(g)=2CO(g); :r G m(T) =(-2.234 X 10 -175.41T/K)J • mol-试通过计算判断在1300K时,100kPa下,硅能否使CO还原为C?硅使CO还原的反应为:Si(s)+2CO(g)=SiO 2(s)+2C(s)解:(1) - (2) = (3),贝Ua 5 1:Qm(T) =(-6.481 X 10 +356.5T/K)J • mol-1300K 时,r G m(T) =(-6.481 X 105+356.5 X 1300)=-1.847 X 105J - mol-1<0,可以6、将含水蒸气和氢气的体积分数分别为0.97和0.03的气体混合物加热到1000K,这个平衡气体混合物能否与镍反应生成氧化物?已知Ni(s)+0.5O2=NiO(s); • :^1(1000 K ) =-146.11 kJ • mol-1解:查表得CO(g) +H2O(g) =CO 2(g) + H 2(g):f H F(298K )-110.54 -241.84 -393.5 0 S m (298K )197.9188.74213.64130.58-1K -1 • molH 2(g)+0.5O 2(g)=H 2O(g); .-:r G ^(1000 K) =-191.08 kJ • mol -1解: (1) - (2) 得 Ni(s)+ H 2O(g)= NiO(s)+ H 2(g).■■■:r Gm(1000 K ) =-146.11 + 191.08 =44.97kJ • mol -1 .■■■:rGm (1000 K ) = . :rGm (1000 K ) +RTInQ-1=44970+8.314 X 1000 X ln (0.03/0.97) =16.07 kJ • mol 反应不能正向进行。
(完整版)高中化学选修4化学平衡习题及答案解析
第三节化学平衡练习题一、选择题1.在一个密闭容器中进行反应:2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g)已知反应过程中某一时刻,SO2、O2、SO3分别是0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0.4mol/L,O2为0.2mol/LB.SO2为0.25mol/LC.SO2、SO3(g)均为0.15mol/LD.SO3(g)为0.4mol/L2.在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志是()A. C生成的速率与C分解的速率相等B. A、B、C的浓度不再变化C. 单位时间生成n molA,同时生成3n molBD. A、B、C的分子数之比为1:3:23.可逆反应H 2(g)+I2(g) 2HI(g)达到平衡时的标志是()A. 混合气体密度恒定不变B. 混合气体的颜色不再改变C. H2、I2、HI的浓度相等D. I2在混合气体中体积分数不变4.在一定温度下的定容密闭容器中,取一定量的A、B于反应容器中,当下列物理量不再改变时,表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.C、D的物质的量的比值D.气体的总物质的量5.在一真空密闭容器中,通入一定量气体A.在一定条件下,发生如下反应:2A(g) B(g) + x C(g),反应达平衡时,测得容器内压强增大为P%,若此时A的转化率为a%,下列关系正确的是()A.若x=1,则P>a B.若x=2,则P<aC.若x=3,则P=a D.若x=4,则P≥a6.密闭容器中,用等物质的量A和B发生如下反应:A(g)+2B(g) 2C(g),反应达到平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等,则这时A的转化率为()A.40%B.50%C.60%D.70%7.在1L的密闭容器中通入2molNH 3,在一定温度下发生下列反应:2NH3N2+3H2,达到平衡时,容器内N2的百分含量为a%。
物理化学 第03章习题(含答案)
第三章 化学平衡测试练习题选择题:1、化学反应若严格遵循体系的“摩尔吉布斯函数—反应进度”曲线进行,则该反应在( A )[A].曲线的最低点[B].最低点与起点或终点之间的某一侧[C].曲线上的每一点[D].曲线以外某点进行着热力学可逆过程.2、有一理想气体反应A+B=2C ,在某一定温度下进行,按下列条件之一可以用θm r G ∆直接判断反应方向和限度:( C )[A].任意压力和组成[B].总压101.325kPa ,物质的量分数31===C B A x x x [C].总压303.975kPa ,31===C B A x x x [D].总压405.300kPa ,41==B A x x ,21=C x 3、298K 的理想气体化学反应AB=A+B ,当温度不变,降低总压时,反应的转化率( A )[A].增大 [B].减小 [C].不变 [D].不能确定4、已知气相反应)()(3)(126266g H C g H g H C =+在373K 时的143.192-⋅-=∆mol kJ H mr θ,当反应达平衡时,可采用下列哪组条件,使平衡向右移动( C )[A].升温与加压 [B].升温与减压[C].降温与加压 [D].降温与减压5、化学反应的平衡状态随下列因素当中的哪一个面改变? ( A )[A].体系组成 [B].标准态 [C].浓度标度[D].化学反应式中的计量系数νB6、在相同条件下有反应式(1)C B A 2=+,(θ1,m r G ∆);(2) C B A =+2121,(θ2,m r G ∆)则对应于(1),(2)两式的标准摩尔吉不斯函数变化以及平衡常数之间的关系为:( B )[A].θθ2,1,2m r m r G G ∆=∆,θθ21K K =[B].θθ2,1,2m r m r G G ∆=∆,221)(θθK K =[C].θθ2,1,m r m r G G ∆=∆,221)(θθK K =[D].θθ2,1,m r m r G G ∆=∆,θθ21K K = 7、反应)()()()(222g H g CO g O H g CO +=+,在600℃、100 kPa 下达到平衡后,将压力增大到5000kPa ,这时各气体的逸度系数为09.12=CO γ,10.12=H γ,23.1=CO γ,77.02=O H γ。
化学平衡练习题(含解析答案)
化学平衡练习题【例1】将3 mol A与1 mol B混合于一体积可变得密闭容器P中,以此时得温度、压强与体积作为起始条件,发生了如下反应: 3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g)达到平衡时C得浓度为w mol·L-1。
回答⑴~⑸小题:(1)保持温度与压强不变,按下列四种配比充入容器P中,平衡后C得浓度仍为w mol·L-1得就是( )(A)6 mol A+2 mol B(B)3 mol A+1 mol B十2 mol C,(C)2 mol C+1 mol B+1 mol D(D)1 mol C+2mol D(2)保持原起始温度与体积不变,要使平衡后C得浓度仍为w mol·L-1,应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质( )(A)3 mol A+1 mol B(B)4 mol C十2 mol D(C)1、5 mol A+0、5mol B+1 mol C +0、5 mol D(D)以上均不能满足条件,(3)保持原起始温度与体积不变,若仍按3 mol A与1 mol B配比在容器Q中发生反应,则平衡时C得浓度与w rml·L-1得关系就是( )(A)>w(B)<w(C)= w(D)不能确定(4)将2 mol C与2 mol D按起始温度与压强充入容器Q中,保持温度与体积不变,平衡时C得浓度为V mol·L-1,V与w与叫得关系就是( )(A) V>w(B) V<w(C) V=w(D)无法比较(5)维持原起始温度与体积不变,按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C得浓度为V mol·L-1 ( )(A)1 mol C+0、5 m01 D .(B)3 mol A+2 mol B(C)3 mol A+1 mol B+1 mol D(D)以上均不能满足条件解析⑴略:答案为(A)⑵因容器P得体积可变,且正反应就是体积缩小得反应,故相当于加压.而现在容器Q体积不变,条件不同了,不属等效平衡,无法判断.答案为(D).⑶本题所述条件相当于减压,平衡向逆反应方向移动,C得浓度降低.答案为(B).⑷温度、体积不变时2mol C与1 mol D反应与3 mol A与1 mol B相当,属等效平衡.再加1 mol D时平衡将向左移动,V<w。
化学平衡练习题(含解析答案)
化学平衡练习题【例1】将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中,以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:3A(g)+B(g) 达到平衡时C的浓度为w mol·L-1。
回答⑴~⑸小题:(1)保持温度和压强不变,按下列四种配比充入容器P中,平衡后C的浓度仍为w mol·L-1的是( )(A)6 mol A+2 mol B(B)3 mol A+1 mol B十2 mol C,(C)2 mol C+1 mol B+1 mol D(D)1 mol C+2mol D(2)保持原起始温度和体积不变,要使平衡后C的浓度仍为w mol·L-1,应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质( )(A)3 mol A+1 mol B(B)4 mol C十2 mol D(C)1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol D(D)以上均不能满足条件,(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应,则平衡时C的浓度和w rml·L-1的关系是( )(A)>w(B)<w(C)= w(D)不能确定(4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中,保持温度和体积不变,平衡时C的浓度为V mol·L-1,V与w和叫的关系是( )(A) V>w(B) V<w(C) V=w(D)无法比较(5)维持原起始温度和体积不变,按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为V mol·L-1 ( )(A)1 mol C+0.5 m01 D .(B)3 mol A+2 mol B(C)3 mol A+1 mol B+1 mol D(D)以上均不能满足条件解析⑴略:答案为(A)⑵ 因容器P 的体积可变,且正反应是体积缩小的反应,故相当于加压.而现在容器 Q 体积不变,条件不同了,不属等效平衡,无法判断.答案为(D).⑶本题所述条件相当于减压,平衡向逆反应方向移动,C 的浓度降低.答案为(B). ⑷温度、体积不变时2mol C 和1 mol D 反应与3 mol A 和1 mol B 相当,属等效平 衡.再加1 mol D 时平衡将向左移动,V<w 。
化学平衡 专题练习题 带答案
高二年级化学选修四同步小题狂练第三章第三节 化学平衡一、单选题1. 在一定温度下,某容积不变的密闭容器中,建立下列化学平衡: C(s)+H 2O(g)⇌CO(g)+H 2(g)下列叙述中可以认定上述可逆反应已达到化学平衡状态的是( )A. 容器内压强不再发生变化B. v 正(CO)=v 正(H 2O)C. 生成n mol CO 的同时,消耗n mol H 2OD. 1 mol H −H 键断裂的同时,形成2 mol H −O 键2. 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )A.B. C.D.3. 加热N 2O 5时,发生以下两个反应:N 2O 5⇌N 2O 3+O 2,N 2O 3⇌N 2O +O 2.在1L 密闭容器中加热4molN 2O 5,达到平衡时,c(O 2)为4.5mol/L ,c(N 2O 3) 为1.62mol/L ,则c(N 2O 5) 为( )A. 1.44mol/LB. 3.48mol/LC. 0.94mol/LD. 1.98mol/L4. 下列变化不能用勒夏特列原理解释的是( )A. 向H 2S 水溶液中加入NaOH 有利于S 2−增多B. H 2、I 2、HI 混合气体加压后颜色变深温度t/℃2550 100 水的离子积常数Kw/10−14 1.015.4755.0c(氨水)/(mol ⋅L −1) 0.1 0.01 pH11.110.6C. 合成氨时将氨液化分离,可提高原料的利用率D. 新制氯水久置后颜色变浅5.一定条件下进行反应A(g)⇌B(g)+xC(g),反应开始时容器中只含有A,其相对分子质量为32,平衡时混合气体的平均相对分子质量为20,此时A的转化率为30%,则x的值为()A. 1B. 2C. 3D. 46.某温度下,将0.2molC(S)和0.3mol H2O(g)投入2L的密闭容器中,发生反应C(S)+H2O(g)⇌CO+H25min达到平衡后,密度增加了0.3g/L.有关下列说法正确的是()A. 从反应开始到平衡过程中,用C来表示该反应的平均速率为0.005mol⋅L−1⋅min−1B. 达平衡时压强变为原来的76C. 此温度下该反应的平衡常数为0.0125D. 若保持温度和体积不变,向平衡体系中再加入0.2molC(S)和0.3 mol H2O(g),重新达到平衡后,H2O的转化率等于16.7%7.在一定条件下,在密闭容器中发生合成氨反应,N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0).当反应达到平衡时,它们的浓度分别为0.1mol⋅L−1、0.3mol⋅L−1、0.08mol⋅L−1.下列判断错误的是( )A. 当H2与NH3生成速率为3:2时,反应一定达到平衡状态B. H2与N2的转化率一定相等C. c1一定等于0.14mol⋅L−1D. c3的取值范围为:0<c3<0.28mol⋅L−18.恒温下,在容积为1升的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入H2和I2发生可逆H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)△H=−14.9kJ/mol,实验时有关数据如表:下列判断正确的()A. 平衡时,乙中颜色更深,a>0.008Q2=0.149kJB. 平衡时,放出的热量:Q1=12第2页,共13页C. 该温度下,该反应的平衡常数K=4D. 平衡后,向甲中再充入0.004mol HI气体,再次达到平衡时HI的百分含量不变9.室温下,将 4mol A 气体和 2mol B 气体在 2L 的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(气)+B(气)⇌XC(气),经2s(秒)后反应达平衡,测得 C 的浓度为0.6mol⋅L−1,B的物质的量为1.4mol,现有下列几种说法:①用物质 A 表示的反应的平均速率为0.3mol⋅L−1⋅s−1②反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为1:1③2s时物质A的转化率为30%④X=2⑤室温下该反应的化学反应平衡常数是0.5其中正确的是()A. ①④⑤B. ①③④C. ②③⑤D. ③④⑤10.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=c(CO2).c(H2)c(CO).c(H2O),在不同的温度下该反应的平衡常数如下表:下列有关叙述不正确的是()A. 该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)B. 上述反应的正反应是放热反应C. 增加CO,CO的平衡转化率增大D. 若平衡浓度符合关系c(CO2)3c(CO)=c(H2O)5c(H2),则此时的温度为1000℃二、填空题(本大题共3小题,共3.0分)11.可逆反应:FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl[离子方程式为:Fe3++3SCN−⇌Fe(SCN)3,达到平衡后,进行下列操作,平衡怎样移动?(1)加入少量FeCl3固体:平衡向____________移动;(2)加入少量KSCN固体:平衡向____________移动;(3)加入少量KCl固体:平衡____________移动,其理由是____________.12.亚硝酰氯是有机合成中的重要试剂,工业上与NO与Cl2反应合成亚硝酰氯的原理是2NO(g)+Cl2⇌2NOCl(g).25℃时,向2L带气压计的恒容密闭容器中通入0.08molNO和0.04molCl2发生上述反应,测得其压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ实线所示(反应达到平衡时的温度与起始温度相同).请回答下列问题:(1)该反应的△H______ (填“>”“<”或“=”)0.(2)反应开始至达到平衡时,v(NO)=______ .(3)若其他条件相同时,只改变某一个条件,测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示,则改变的条件是______ .(4)如图Ⅱ是甲、乙两位同学描绘的上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系图.①a值为______ .②能正确表示该反应的lgK与T的关系的是曲线______ (填“甲”或“乙”).13.(1)向甲、乙两个均为1L的密闭容器中,分别充入5mol SO2和3mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0.甲容器在温度为T1的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.5mol;乙容器在温度为T2的条件下反应,达到平衡时SO3的物质的量为4.6mol.则T1______ T2(填“>”“<”),甲容器中反应的平衡常数K=______ .(2)如图1所示,A是恒容的密闭容器,B是一个体积可变的充气气囊.保持恒温,关闭K2,分别将1mol N2和3mol H2通过K1、K3充入A、B中,发生的反应为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),起始时A、B的体积相同均为1L.①图2示意图中正确,且既能说明A容器中反应达到平衡状态,又能说明B容器中反应达到平衡状态的是______ .②容器A中反应到达平衡时所需时间t s ,达到平衡后容器的压强变为原来的5,则平均反应速率6v(H2)=______ .(3)将0.1mol氨气分别通入1L pH=1的盐酸、硫酸和醋酸溶液中,完全反应后三溶液中NH4+离子浓度分别为c1、c2、c3,则三者浓度大小的关系为______ (用c1、c2、c3和>、<、=表示).第4页,共13页答案和解析【答案】1. A2. C3. C4. B5. B6. B7. C8. D 9. B 10. C11. 正反应;正反应;不;K+和Cl−不参加反应,溶液中Fe3+、SCN−浓度不变12. <;0.002mol/(L⋅min);催化剂;2;乙mol⋅L−1⋅S−1;c1=c2<c313. >;108L⋅mol−1;d;1at【解析】1. 解:A.碳为固态,该反应前后气体体积不相等,则反应过程中容器内压强为变量,当压强不变时,表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故A正确;B.v正(CO)=v正(H2O),没有指出正逆反应速率,无法判断是否达到平衡状态,故B错误;C.生成n mol CO的同时,消耗n mol H2O,表示的都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,故C错误;D.1molH−H键断裂的同时,形成2 mol H−O键,表示的都是逆反应速率,无法判断正逆反应速率是否相等,则无法判断是否达到平衡状态,故D错误;故选A.可逆反应C (s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)是一个反应前后气体体积增大的可逆反应,当该反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变、百分含量不变以及由此引起的一系列物理量不变,据此分析解答.本题考查化学平衡状态判断,为高频考点,只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态判断依据,注意该反应中反应前后气体质量改变,为易错点.2. 解答:解:A.存在平衡2NO2⇌N2O4,且正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,所以气体颜色加深,可以用平衡移动原理来解释,故A不选;B.水是弱电解质,存在电离平衡H2O⇌H++OH−,电离过程是吸热过程,升高温度,促进水的电离,氢离子与氢氧根离子的浓度增大,水的离子积中增大,可以用平衡移动原理解释,故B不选;C.过氧化氢分解,加入的二氧化锰起催化剂的作用,加快过氧化氢分解,不能用平衡移动原理解释,故C 选;D.氨水中存在平衡NH3⋅H2O⇌NH4++OH−,浓度越稀,电离程度越大,故0.1mol/L的氨水稀释10倍,pH 变化小于1个单位,可以用平衡移动原理解释,故D不选;故选C.分析:平衡移动原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动.平衡移动原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程无关,则不能用平衡移动原理解释,平衡移动原理对所有的动态平衡都适用.本题考查了勒夏特列原理的使用条件,平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,难度不大,注意使用勒夏特列原理的前提必须存在可逆过程.3. 解:加热N2O5时,发生以下两个分解反应:N2O5⇌N2O3+O2,N2O3⇌N2O+O2,则N2O5⇌N2O3+O2,开始 4 0 0转化x x x平衡4−xN2O3⇌N2O+O2,转化y y y平衡x−y y x+y化学平衡时c(O2)为4.50mol/L,c(N2O3)为1.62mol/L,解得x=3.06,y=1.44,c(N2O5)=4−3.06=0.94mol/L;故选C.本题考查化学平衡的计算,注意发生的化学平衡中N2O3既生成又分解为解答的难点,明确化学平衡三段法计算格式即可解答,题目难度中等.4. 解:A.存在溶解平衡H2S⇌H++HS−,HS−⇌H++S2−,加入NaOH,氢氧根离子与氢离子反应,氢离子浓度减小,平衡正向移动,有利于S2−增多,故能用勒夏特列原理解释,故A不选;B.H2+I2⇌2HI,加压后,体积变小,颜色加深,平衡不移动,故故不能用勒夏特列原理解释,故B选;C.N2+3H2⇌2NH3,将氨液化分离,减小生成物浓度,平衡正向移动,氮气和氢气的转化率变大,故能用勒夏特列原理解释,故C不选;D.Cl2+H2O=HCl+HClO,次氯酸见光分解,平衡正向移动,氯气的浓度变小,颜色变浅,故能用勒夏特列原理解释,故D不选;故选B.勒夏特利原理是如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动,勒夏特利原理适用的对象应存在可逆过程,如与可逆过程的平衡移动无关,则不能用勒夏特利原理解释.本题考查了勒夏特列原理的使用条件,难度不大,注意使用勒夏特列原理的前提必须是可逆反应.第6页,共13页5. 解:反应开始时容器中只含有A,其相对分子质量为32,设A起始量为1mol,平衡时A的转化率为30%,A(g)⇌B(g)+xC(g)起始量(mol) 1 0 0变化量(mol)0.30.30.3x平衡量(mol)0.70.30.3x反应前后气体质量不变,混合气体的质量为32g,依据平均相对分子质量数值上等于平均摩尔质量的数值,M=mn =32g0.7+0.3+0.3x=20计算得到x=2故选B.依据反应的化学方程式可知,A(g)⇌B(g)+xC(g),反应开始时容器中只含有A,其相对分子质量为32,设A起始量为1mol,依据化学反应三段式列式计算平衡物质的量,结合平均相对分子质量概念计算得到.本题考查了化学平衡的计算应用,主要是气体平均摩尔质量的分析计算,注意反应前后气体质量守恒的计算应用,掌握基础是关键,题目难度中等.6. 解:设转化的水蒸气为xmol,列三段式C(S)+H2O(g)⇌CO+H2开始(mol)0.20.30 0转化(mol)x x x x平衡(mol)0.2−x0.3−x x x密度增加了0.3g/L则(0.3−x)×18+28x+2x2−0.3×182=0.3解得x=0.05molA、C为固体,不可以用来表示反应速率,故A错误;B、根据压强之比等于物质的量之比,达平衡时压强变为原来的0.3−0.05+0.05+0.050.3=76,故B正确;C、根据平衡常数等于生成物浓度的幂次方之积比反应物浓度的幂次方之积,则K=0.05mol2L×0.05mol2L(0.3−0.05)mol2L=0.005,故C错误;D、根据以上数据得,平衡时H2O的转化率等于0.050.3×100%=16×100%=16.7%;若保持温度和体积不变,向平衡体系中再加入0.2molC(S)和0.3 mol H2O(g),相当于增大一倍反应物,因该反应是气体体积发生变化的反应,故重新达到平衡时与原平衡不等效,所以H2O的转化率不等于16.7%,故D错误;故选:B;设转化的水蒸气为xmol,列三段式C(S)+H2O(g)⇌CO+H2开始(mol)0.20.30 0转化(mol)x x x x平衡(mol)0.2−x0.3−x x x密度增加了0.3g/L则(0.3−x)×18+28x+2x2−0.3×182=0.3解得x=0.05molA、根据不能用纯固体来计算反应速率来判断;B、根据压强之比等于物质的量之比计算;C、根据平衡常数等于生成物浓度的幂次方之积比反应物浓度的幂次方之积计算;D、根据等效平衡判断是否等效,再计算判断;考查了利用三段式进行化学平衡的计算,难度不大,只要抓住基本知识就能解题,关键D要注意等效平衡条件的判断;7. 解:当反应达到平衡时,它们的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L,采取极值转化分析判断N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)平衡浓度0.10.30.08逆向极值转化0.140.420正向极值转化0 0 0.28A.当H2与NH3生成速率为3:2时,说明对氢气或氨气正逆反应速率相同,反应一定达到平衡状态,故A 正确;B.氮气和氢气平衡浓度之比为1;3,所以起始浓度一定按照1:3,所以H2与N2的转化率一定相等,故B 正确;C.如果c1一定等于0.14mol/L,那么反应应该是正向进行,而题中已知反应不一定是正方向进行,答案给的0.14是按照如果NH3的起始量为零的情况下正方向进行才会是0.14,因为转化量之比等于系数比,又由题知起始量不为零,故C错误;D.按照极限法来算,如果正反应方向进行的,生成0.08mol,那么极限值NH3的起始量为零,如果逆反应方向进行那么生成0.1mol的N2和0.3mol的H2那么极限值的NH3起始量为0.28,又由题中条件告诉起始量不为零所以氨气的起始量应该介于0−0.28之间,c3的取值范围为0<c3<0.28mol/L,故D正确;故选:C;A、反应速率之比等于化学方程式计量数之比,氢气生成速率和消耗速率相同,反应达到平衡;B、反应物的转化率和反应物的初始浓度以及变化浓度有关系;C、c1一定等于0.14mol/L,是极值转化后氮气的浓度,实质是加入的氮气、氢气和氨气,氮气浓度不是0.14mol/L;第8页,共13页D、依据极值法计算分析;本题考查了化学平衡影响因素、平衡常数计算、平衡标志判断的理解应用,注意平衡中极值方法的计算应用是解题关键,题目难度中等.8. 解:A、该反应前后气体的体积不变,乙中的浓度为甲中的2倍,乙中压强为甲中2倍,压强不影响平衡移动,所以a=0.008,故A错误;B、二者为等效平衡,平衡时Q1=12Q2,但可逆反应不能完全进行,所以放出热量要根据反应进行的程度计算,0.01molH2完全反应后才放出0.149kJ的热,所以Q1=12Q2≠0.149kJ,故B错误;C、平衡时HI的浓度为0.004mol/L,则:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)△H=−14.9kJ/mol开始(mol/L):0.010.010变化(mol/L):0.0020.0020.004平衡(mol/L):0.0080.0080.004故该温度下该反应的平衡常数k=0.00420.008×0.008=0.25,故C错误;D、可以将0.004mol HI气体放在另外一个容器中建立一个平衡,与原平衡成等效平衡,再将这一平衡体系压入原容器中,由于压强对该平衡没有影响,所以次达到平衡时HI的百分含量不变,故D正确,故选D.A、该反应前后气体的体积不变,乙中的浓度为甲中的2倍,乙中压强为甲中2倍,压强不影响平衡移动,所以a=0.008;B、二者为等效平衡,平衡时Q1=12Q2,但可逆反应不能完全进行,所以放出热量要根据反应进行的程度计算;C、根据平衡时HI的浓度,利用三段式计算平衡时其它组分的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算;D、可以将0.004mol HI气体放在另外一个容器中建立一个平衡,与原平衡成等效平衡,再将这一平衡体系压入原容器中,由于压强对该平衡没有影响,所以次达到平衡时HI的百分含量不变.本题考查等效平衡、化学平衡常数的计算、影响化学平衡的因素等,难度中等,注意理解等效平衡规律.9. 解:①达到平衡时B的物质的量为1.4mol,则参加反应的B的物质的量=(2−1.4)mol=0.6mol,2s内v(B)=0.6mol2L2s=0.15mol/(L.s),根据同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,则v(A)=2v(B)=2×0.15mol/(L.s)=0.30mol/(L.s),故正确;②平衡时剩余n(A)=4mol−2n(B)=4mol−2×0.6mol=2.8mol,n(C)=0.6mol/L×2L=1.2mol,则平衡时气体总物质的量=(2.8+1.4+1.2)mol=5.4mol;反应前后压强之比等于其物质的量之比,反应前混合气体物质的量=6mol,则反应前后压强之比=6mol:5.4mol=10:9,故错误;③2s时物质A的转化率=1.2mol4mol×100%=30%,故正确;④C的平均反应速率=0.6mol/L2s=0.3mol/(L.s),根据同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,v(A)=0.30mol/(L.s),则X=2,故正确;⑤平衡时c(C)=1.2mol2L =0.6mol/L、c(A)=2.8mol2L=1.4mol/L、c(B)=1.4mol2L=0.7mol/L,化学平衡常数K=0.6×0.61.4×1.4×0.7=0.26,故错误;故选B.①达到平衡时B的物质的量为1.4mol,则参加反应的B的物质的量=(2−1.4)mol=0.6mol,2s内v(B)=0.6mol2L2s=0.15mol/(L.s),根据同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,据此计算A的平均反应速率;②平衡时剩余n(A)=4mol−2n(B)=4mol−2×0.6mol=2.8mol,n(C)=0.6mol/L×2L=1.2mol,则平衡时气体总物质的量=(1.2+1.4+1.2)mol;反应前后压强之比等于其物质的量之比;③2s时物质A的转化率=1.2mol4mol×100%;④C的平均反应速率=0.6mol/L2s=0.3mol/(L.s),根据同一可逆反应同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比,据此计算X;⑤平衡时c(C)=1.2mol2L =0.6mol/L、c(A)=2.8mol2L=1.4mol/L、c(B)=1.4mol2L=0.7mol/L,根据化学平衡常数公式计算平衡常数.本题考查化学平衡有关计算,为高频考点,侧重考查学生分析计算能力,明确反应速率之比与计量数之比关系是解本题关键,注意:化学平衡常数的计算中要用浓度幂之积,为易错点.10. 解:A、平衡常数表达式为K=c(CO2).c(H2)c(CO).c(H2O),化学方程式为CO+H2O=CO2+H2,故A正确;B、平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向为吸热反应,正反应为放热反应,故B正确;C、两种反应物增大一种的量会提高一种物质的转化率,本身转化率减小,增加CO,CO的平衡转化率减小,故C错误;D、若平衡浓度符合关系c(CO2)3c(CO)=c(H2O)5c(H2),c(CO2).c(H2)c(CO).c(H2O)=0.6,则此时的温度为1000℃,故D正确;故选C.A、平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积,幂次方为化学方程式计量数,据此书写化学方程式;B、平衡常数随温度升高减小,说明平衡逆向进行,逆向为吸热反应;第10页,共13页C、两种反应物增大一种的量会提高一种物质的转化率,本身转化率减小;D、计算此时平衡常数结合图表数据判断.本题考查了平衡常数书写方法,计算应用,平衡常数影响因素的分析判断,掌握基础是关键,题目较简单.11. 解:(1)加入少量FeCl3固体,溶液中Fe3+浓度增大,平衡向正反应移动,故答案为:正反应;(2)加入少量KSCN固体,反应中SCN−浓度增大,平衡向正反应移动,故答案为:正反应;(3)加入少量KCl固体,溶液中Fe3+、SCN−浓度不变,K+和Cl−不参加反应,平衡不移动,故答案为:不;K+和Cl−不参加反应,溶液中Fe3+、SCN−浓度不变.12. 解:(1)由图1分析可知,随反应的进行压强先增大后减小,5min达到平衡状态,推知开始因反应是放热的,随反应进行温度升高,压强增大;反应到一定程度,因反应物浓度减小,随反应正向进行,压强反而减小,到压强随时间变化不变时,达到平衡状态,反应焓变为:△H<0;故答案为:<;(2) 2NO(g)+Cl2(g)⇌2NOCl(g)起始(mol):0.080.040变化(mol):2x x 2x平衡(mol):0.08−2x0.04−x 2x据:压强之比等于物质的量之比.得到:65=0.08+0.040.08+0.04−x解得:x=0.02molv(NO)=0,.02mol2L5min=0.002mol/(L⋅min);故答案为:0.002mol/(L⋅min);(3)由图知:化学反应速率加快,平衡不动.改变的条件:加入催化剂;故答案为:催化剂;(4)①依据(2)的计算得到平衡时:物质的浓度代入x求得:c(NO)=(0.08−2×0.02)2=0.02mol/L;c(Cl2)=0.01mol/L;c(NOCl)=0.02mol/L;结合平衡常数概念计算:K=c 2(NOCl)c2(NO)c(Cl2)=0.0220.022×0.01=100;lgK=lg100=2,a=2;故答案为:2;第12页,共13页②T 升高,平衡左移,K 减小,lgK 减小,曲线选乙,故答案为:乙.(1)由图1分析可知,随反应的进行压强先增大后减小,5min 达到平衡状态,推知开始因反应是放热的,随反应进行温度升高,压强增大;反应到一定程度,因反应物浓度减小,随反应正向进行,压强反而减小,到压强随时间变化不变时,达到平衡状态;(2)依据化学平衡三段式列式计算,气体压强之比等于气体物质的量之比;计算消耗量,反应速率=△c △t 计算;(3)化学反应速率加快,平衡不动.改变的条件是加入催化剂;(4)①依据(2)的计算得到平衡时物质的浓度,结合平衡常数概念计算得到平衡常数,来计算; ②T 升高,平衡左移,K 减小,lgK 减小,曲线选乙.本题考查了化学平衡的计算分析,图象的理解应用,影响化学平衡因素的判断,掌握基本计算方法和平衡原理是解题关键,题目难度中等. 13. 解:(2)该反应为放热反应,温度越高,生成的SO 3越少,达到平衡时甲容器中生成的三氧化硫的物质的量少,则甲容器的温度高,即T 1>T 2;2SO 2(g)+O 2(g)⇌2SO 3(g)起始(mol/L): 5 3 0转化(mol/L): x 0.5x x平衡(mol/L): 5−x 3−0.5x x达到平衡时SO 3的物质的量为4.5mol ,则x =4.5mol/L ,所以K =c 2(SO 3)c 2(SO 2)×c(O 2)=4.520.52×0.75=108L ⋅mol −1; 故答案为:>;108L ⋅mol −1;(3)①a.密度=总质量体积,总质量一定,A 中体积不变,故密度不变,所以不能说明反应达到平衡状态,故a 错误;b.恒温条件下,平衡常数保持不变,则不能说明反应达到平衡状态,故b 错误;c.都是正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,故c 错误;d.N 2的转化率先增大,后保持不变,说明反应达到平衡状态,与图象相符,故d 正确;故答案为:d ;② N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g)起始(mol):1 3 0转化(mol):x 3x 2x平衡(mol):1−x 3−3x 2x达到平衡后容器的压强变为原来的56,则4−2x 4=56,解得x =13,v(H2)=1molaLts=1atmol⋅L−1⋅S−1;故答案为:1atmol⋅L−1⋅S−1;(3)pH=1的醋酸中醋酸的浓度大于0.1mol/L,则通入0.1mol氨气反应后,醋酸有剩余,醋酸电离的氢离子能抑制铵根离子的电离,铵根离子浓度较大,氨气与硫酸和盐酸恰好反应,所以溶液中铵根离子浓度:c1=c2<c3;故答案为:c1=c2<c3.(1)该反应为放热反应,温度越高,生成的SO3越少;先利用三段式求出平衡时各物质的浓度,再根据K=c2(SO3)c2(SO2)×c(O2)计算;(2)①化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断;②已知反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),通入1molN2和3molH2,达到平衡后容器的压强变为原来的5/6,根据压强之比等于物质的量比结合三段式计算;(3)pH=1的醋酸中醋酸的浓度大于0.1mol/L,则通入0.1mol氨气反应后,醋酸有剩余,醋酸电离的氢离子能抑制铵根离子的电离,氨气与硫酸和盐酸恰好反应.本题考查较综合,涉及平衡常数计算、反应速率计算、平衡状态判断、弱电解质的电离等知识点,这些都是高考高频点,侧重考查学生分析、计算及知识运用能力,注意只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态的判断依据,注意化学平衡常数计算中用物质浓度而不是物质的量计算,这些都是易错点.。
第三章 化学反应速率和化学平衡答案
第三章 化学反应速率和化学平衡习题3-1 什么是反应的速率常数?它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系? 答:反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比:υ=k·c α(A)·c β(B),式中比例常数k 就是速率常数。
速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。
k 的大小与反应物浓度无关,改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。
习题 3-2 什么是活化能?答:Arrhenius 总结了大量实验事实,提出一个经验公式:速率常数k 的对数与1/T 有线形关系:C TRE k a +⋅-=1ln 式中E a 就是活化能,它表示活化分子具有的最低能量与反应分子平均能量之差。
习题3-3 什么是催化剂?其特点有哪些?答:某些物质可以改变化学反应的速率,它们就是催化剂。
催化剂参与反应,改变反应历程,降低反应活化能。
催化剂不改变反应体系的热力学状态,使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。
不影响化学平衡,只能缩短达到平衡的时间。
习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下:t/s0 10 20 30 40 50 c (NOCl )/mol·L -12.001.420.990.710.560.48求各时间段内反应的平均速率;用作图法求t =25s 时的瞬时速率。
解:t=0-10s 时,1042.100.2-=∆∆=t c υ= 0.058mol·L -1·s -1 t=10-20s 时,102099.042.1--=∆∆=t c = 0.043mol·L -1·s -1t=20-30s 时,203071.099.0--=∆∆=t c υ= 0.028mol·L -1·s -1t=30-40s 时,304056.071.0--=∆∆=t c υ= 0.015mol·L -1·s -1t=40-50s 时,405048.056.0--=∆∆=t c = 0.008mol·L -1·s -1 作图法略。
化学平衡 习题答案
第三章 化学平衡 练习参考答案1. 已知298.15K 时,反应H 2 (g)+21O 2 (g) ==== H 2O (g)的Δr G m o 为-228.57 kJ •mol -1。
298.15K 时水的饱和蒸气压为3.1663 kPa ,水和密度为997 kg •m -3。
求298.15K 反应H 2 (g)+ 21O 2 (g) ==== H 2O (l)的Δr G m o 。
解: 设计下列过程计算Δr G m o 。
ΔG 1 = -228.57 (kJ •mol -1)ΔG 2 =⎰21pp V d p = nRT ln12p p = 1×8.314×298.15×ln(3.1663/101.325) = -8591 ( J ) ΔG 3 = 0Δr G m o= ΔG 1 +ΔG 2 +ΔG 3=(-228.57) +(-8591×10-3) +0 = -237.17 (kJ •mol -1)2. 1000K 时,反应C (s)+ 2H 2 (g) ==== CH 4 (g)的Δr G m o 为19397 J •mol -1。
现有与碳反应的气体,其中含有CH 4 (g) 10%,H 2 (g) 80%,N 2 (g)10% (体积%)。
试问:(1) T =1000K ,p =101.325kPa 时,甲烷能否形成?(2) 在(1)的条件下,压力需加到若干,上述合成甲烷的反应才可能进行? 解: 体积分数等于物质的量分数,p B =x B p ,p = p o(1) Δr G m = Δr G m o + RT ln Q p = Δr G m o + RT ln2)/()/(24o H o CH p p p p=19397+ 8.314×1000×ln28.01.0=3963.7 (J •mol -1) Δr G m >0,甲烷不能形成。
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第三章 化学平衡1. 反应NO(g)(g)O 21(g)NO 22+⇔在某温度下(设T =300K )的θP K =1.2×10-2,计算该温度下,下面两个反应的θP K 。
①NO(g)2(g)O (g)2NO 22+⇔ ②(g)3NO NO(g)3(g)O 2322⇔+解: n(R T )ΔθcθpK K ==2.4×10-4① 21)(θθpp K K ==(1.2×10-2)2=1.44×10-421)(θθc c K K ==(2.4×10-4)2=5.76×10-4② 32)1(θθppK K ==5.79×10532)1(θθccK K ==7.23×10102. g)(22CO(g)O 21CO(g)⇔+,计算:①反应的Δf G m ○-②25℃的θP K③100℃的θP K 和Δf G m ○-解:查表: Δf H m ○-(KJ/mol) Δf G m ○-( KJ/mol) θm S (mol K J 1⋅⋅-)CO(g) -110.5 -137.2 197.6 O 2(g) 0 0 205.03 CO 2(g) -393.5 -394.4 213.6 ① Δf G m ○-=(-394.4)-0-(-137.2)=-257.2(KJ/mol)② 298K 时:RTGp eK ∆-=θ=1.21×1045③ 373K 时:θ反应Δθ反应Δθ反应ΔS T H G -= =(-393.5)-(-110.5)-373×(213.6-197.6-21×205.03)=-250.7(KJ/mol) RTGp e K ∆-=θ=1.28×10353. 计算反应O(g)6H (s)NiSO O 6H NiSO2424+=⋅的Δf G m ○-及θP K 。
已知:Δf G m ○-分别为-2222KJ/mol ,-773.6 KJ/mol ,-225.9 KJ/mol 解: Δf G m ○-=6×(-225.9)+(-773.6)-(-2222)=93(KJ/mol)RTGpe K ∆-=θ=4.99×10-174. PCl 5加热后它的分解反应式为: (g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔在10升密闭容器中2molPCl 5,某温度时是1.5mol 分解,求该温度下的平衡常数。
若在该密闭容器中通入1molCl 2后,有多少摩尔PCl 5分解。
解: n(PCl 5)=M2.0102= n(Cl 2)=M1.0101=(g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔ 初始 0.2平衡 0.2-0.15 0.15 0.15 K c =45.005.015.02= 答:平衡常数为0.45。
设:有xMPCl 5分解(g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔ 0.2-x x x+0.1045.020.010.0(=-+xx x )x=1.3Mn =1.3×10=1.3mol 答:有1.3molPCl 5分解5. PCl 5加热分解为PCl 3和Cl 2,将2.659克PCl 5装入1升容器中,在523K 时达到平衡后,总压力为101.3KPa ,求PCl 5的分解率,P K 和θP K 。
解: P 0=5PCl P =MVmRT =5.65×104Pa(g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔初始 P 0平衡 P 0(1-α) P 0α P 0α总压: P 0(1-α)+P 0α+P 0α=101.3×103 ∴α=80%)1()(020αα-=P P K p =2.1×105(Pa)21.0)1()(020=-=θθθααPP P P K p6. 5升容器中装入等摩尔数的PCl 3和Cl 2。
在523K 时达到平衡,如PCl 5的分压为101.3KPa ,此时:(g)Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔反应的K p =185KPa ,问原来装入的PCl 3和Cl 2为若干摩尔?解: (g )Cl (g)PCl (g)PCl 235+⇔初始 P 0 P 0平衡 101.3 P 0-101.3 P 0-101.3 1853.101)3.101(20=-=P K p∴P 0=238.2Kpa m o l RTPV n 27.0== 答:原来装入的PCl 3和Cl 2为0.27mol7. CuSO 4的风化若用式O(g)5H (s)CuSO O(s)5H CuSO 2424+⇔⋅表示。
①求25℃时的Δf G m ○-及θP K②在25℃,若空气中水蒸气相对湿度为60%,在敞开容器中上诉反应的△G 是多少?此时O 5H CuSO 24⋅是否会风化?(25℃O H 2P =3.167KPa ) 解: 查表: CuSO 4·5H 2O(s) CuSO4(s) H 2O(g)Δf G m ○- (KJ/mol) -1880 -661.9 -228.6 ① Δf G m ○-=5×(-228.6)+(-661.9)-(-1880)=75.1(KJ/mol)RTGp eK ∆-=θ=6.85×10-14② 85O H 1098.2)3.101167.3(PP K 2-⨯===θθ反应9.42ln -=-=∆θ反应K RT G (KJ/mol)<0 此时O 5H CuSO 24⋅会风化8. NH 4Cl 按下式分解:H C l (g )N H 3(s )N H 4C l (s )+⇔298K 时,Δf G m ○-=92 KJ/mol ,求上述平衡体系中的总压力。
解: RTGp eK ∆-=θ=7.47×10-17假设以纯的NH 4Cl 分解 P P P H C l NH 3== ∵2)(θθPP K p= ∴P =8.75×10-4(KPa)P 总=2P =1.75×10-3(KPa)9. 已知2CO(g)(g)CO C(s)2⇔+1227℃的θP K =2.10×108,1000℃时θP K =1.6×102,回答下列问题:① 该反应式放热反应还是吸热反应? ② 该反应的Δf G m ○-是多少?③ 1227℃时的Δf G m ○-是多少?④ 该反应的θm S ∆是多少?解:① T 1=954K T 2=727K )11(ln1212T T RH K K r--=∆θT 1<T 2 K 1>K 2∴θH r ∆>0 ∴该反应为吸热反应②查表: Δf G m ○-(KJ/mol) Δf G m ○-( KJ/mol) θm S (mol K J 1⋅⋅-)CO(g) -110.5 -137.2 197.6 C(s) 0 0 5.73 CO 2(g) -393.5 -394.4 213.6Δf G m ○-=2×(-137.2)-(-110.5)=120(KJ/mol )③ 727K 时:Δf G m ○-=-RTln θp K =152(KJ/mol)④ θm S ∆=2×(197.6)-213.6-5.73=175.87(J ·K -1·mol)10. 使1.00molSO 2于1.00molO 2的混合物在853K 和1.01×105Pa (总压力)以及V 2O 5催化剂压存在下反应生成SO 3,达到平衡后(温度和总压力不变),测得混合物中剩余的氧气为0.615mol ,试求该温度的θP K解: )(g SO (g)O 21(g)SO 322=+初始 1.00 1.00平衡 0.230 0.615 0.770n(总)=0.230+0.615+0.770=1.615mol 3.101615.1770.0P 3SO ⨯=3.101615.1230.0P 2SO ⨯=3.101615.1615.0P 2O ⨯=43.5)(PP K 21223SO p=⋅=θθθθPP P P O SO11. 已知:(aq)OH (aq)H O(l)H 2-++⇔的Δr H m ○-=56.0 KJ/mol 。
计算298K 时,-OH离子的标准熵。
(其他数据自己查找)解: 298K 时 K w =1×10-14=-=∆θθw mK RT rG ln 79.97(KJ/mol) 85.77-=∆-∆=∆TrHrG S mm m θθθ(molKJ 1⋅⋅-)查表: H +(aq) H 2O(l)θm S (mol K J 1⋅⋅-) 0 69.91θθθθ)()()(2l O H aq H aq OHm S S S S -+=∆+-θ)(aq OHS -=-7.94(mol K J 1⋅⋅-)12. 一定容器中充有N 2O 4和NO 2的混合物。
其反应为: (g )2N O (g )O N 242⇔平衡建立后如果改变条件使N 2O 4于NO 2的摩尔比为10:1,该反应在308K ,101KPa 压力下进行,θP K =0.315① 判断反应进行的方向,求Δr G m ○-② 平衡态下各物质的分压及N 2O 4的离解百分率解: ① θNO2P1101P ⋅+=θO N P11010P 42⋅+=θp k K Q <==1101PP )P P (θO N 2θNO2100042该反应往正反应方向进行Δf G m ○-=-RTln θpK =2.96(KJ/mol) ② 设:反应投入的N 2O 410a(mol),则NO 2a (mol )N 2O 4的离解百分率为α (g )2N O (g )O N 242⇔初始 10a a平衡 10a(1-α) a+20a α n(总)=a(11+10α)101)1011(a )1(a 10P θ(g)O N 42⨯+-=αα101)1011(a )201(a P θ(g)NO2⨯++=αα315.0)(K 422)(θp2==θθθPP P P O N g NO∴α=5.47%=θ(g )O N 42K 82.69KPa=θ(g )NO2K 18.31KPa13. 潮湿的碳酸银在110℃用空气流干燥,如果要避免碳酸银分解成Ag 2O(s)和CO 2(g)。
估计空气流中的CO 2分压应为多少?估计气相CO 2的摩尔分数应该是多少?(已知:分解反应的Δr H m ○-=77.59 KJ/mol , Δr S m ○-=167.94 J/mol ·K )解: θm Δθm Δr θmΔr S T H G -==13.27(KJ/mol) RTGp eK ∆-=θ=0.015∵θPP g CO )(θp2K = ∴)(2g CO P =1.57KpaKP KP3832981=θ%2.1012.01)()(22===P P x g CO g CO14. 已知平衡体系2CO(g)C(s)(g)CO 2→+在T =1073K ,总压力为260KPa 时,含CO 2 26.45%,若T =1473K ,总压力为232KPa 时含CO 2 6.92%,计算该反应的热效应(设△H 不随T 而变)。