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6.4 化学平衡移动
1.能够从化学反应速率角度解释外界条件对化学平衡的影响。
2.知道浓度、温度、压强对化学平衡的影响。
1.如图曲线a表示释放能量的反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A.升高温度
B.加大X的投入量
C.加催化剂
D.增大容器体积
【答案】C
【解析】由图可知a曲线换为b曲线,只是缩短达到平衡的时间,即加快了反应速率而平衡没有移动,加入催化剂能同等程度加快正逆反应速率,而平衡不移动,故C对,而A、B、D中的措施都会使平衡发生移动。
2.对于反应:X(g)+Y(g)2Z(g)(放热反应),某一时刻改变外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是
A.t1时刻,增大了X的浓度
B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,降低了体系温度
D.t1时刻,使用了催化剂
【答案】D
【解析】图像显示,t1时刻,反应速率加快而平衡不移动,应使用了催化剂。答案为D。
3.下列关于可逆反应的说法中正确的是
A.可逆反应就是既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应
B.在催化剂的作用下,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时,三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气,因此该反应是可逆反应
C.对于合成氨的反应,如果调控好反应条件,可使一种反应物的转化率达到100%
D.碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙,因此这两个反应是可逆反应
【答案】B
【解析】可逆反应是指在相同条件下,能同时向正、逆反应方向进行的反应。可逆反应强调两点:相同条件和同时双向进行,B正确;A项中没有说明相同条件和同时进行;C项,由于是可逆反应,所以其反应物的转化率不可能达到100%;D项中的两组反应,由于反应条件不同,不能称为可逆反应,错误。
4.在固定容积的密闭容器中,放入a mol X,发生反应:2XY(g)+Z(s),并达到平衡状态,此时升高温度,气体的密度增大。下列叙述正确的是
A.平衡后移走部分Z,平衡正向移动
B.若X为非气态,则正反应为放热反应
C.若正反应为放热反应,则X一定为气态
D.若X为气态,再向容器中充入a mol X,达到平衡后,X的体积分数增大
【答案】C
【解析】由于是“固定容积的密闭容器”,“升高温度,气体的密度增大”,说明了气体的质量增多了。如果该反应是吸热反应,则平衡正向移动,X不是气体;如果该反应是放热反应,平衡逆向移动,X一定是气体。所以选项B错,C对。对于选项A,Z是固体,移走Z,平衡不移动,A说法错。对于选项D,再增加气体X,等同于加压,平衡正向移动,X的体积分数减小,D说法错。答案为C。
5.对于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)(吸热反应),在其他条件不变的情况下
A.加入催化剂,改变了反应的途径,反应热也随之改变
B.改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C.升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D.若在原电池中进行,反应放出的热量不变
【答案】B
【解析】选项A,催化剂不改变反应热,A错。选项B,由于方程式中反应物与生成物气体的化学计量数相等,所以改变压强平衡不移动,反应热也不变,B的说法是正确的。选项C,升温,平衡正向移动,反应吸收的热量会发生变化,选项C错。选项D,如果该反应在原电池中进行,则化学能主要转化成了电能,反应放出的热量将大大减少,选项D错。答案为B。
6.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(放热反应)已达平衡,如果其他条件不变时,分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生影响,下列条件与图像不相符的是(0~t1:v正=v逆;t1时改变条件,t2时重新建立平衡)
【答案】C
【解析】分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度,v正增大,v逆瞬间不变,A不选;增大压强,v正、v逆都增大,v正增大的倍数大于v逆,B不选;升高温度,v正、v逆都瞬间增大,C条件与图像不相符;加入催化剂,v正、v逆同时同倍数增大,D不选。
7.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中。在(1)中加入CaO,在(2)中不加其他任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅。
下列叙述正确的是
A.2NO2N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶(1)中平衡混合气体的平均相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
【答案】A
【解析】加CaO的烧杯(1)中温度升高,(1)中红棕色变深,说明平衡逆向移动,平衡混合气体的平均相对分子质量减小;烧杯(3)中红棕色变浅,说明平衡正向移动,气体的压强减小,加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低,由此可说明2NO2N2O4是放热反应,NH4Cl溶于水时吸收热量。
8.活性炭可处理大气污染物NO。为模拟该过程,T℃时,在3L密闭容器中加入NO和活性炭粉,反应体系中各物质的量变化如下表所示。下列说法正确的是
活性炭/mol
NO/mol
X/mol
Y/mol
起始
2.030
0.100
0
0
10min达平衡
2.000
0.040
0.030
0.030
A.X一定是N2,Y一定是CO2
B.10min后增大压强,NO的吸收率增大
C.10min后加入活性炭,平衡向正反应方向移动
D.0~10min的平均反应速率v(NO)=0.002mol·L-1·min-1
【答案】D
【解析】由表格数据知,在反应进行到10min达平衡时,活性炭减少了0.030 mol,NO减少了0.060 mol,X增加了0.030 mol,Y增加了0.030 mol,所以相应的化学方程式为C+2NO=X+Y,根据质量守恒,能推测X和Y是CO和N2。结合选项,可得答案为D。
9.溴水中存在着如下的平衡:Br2+H2OHBr+HBrO,若要使溴水溶液颜色变浅,可采取的措施是
A.加入Na2CO3晶体 B.加入NaI晶体
C.加压 D.加入FeSO4晶体
【答案】A
【解析】选项A,加入Na2CO3晶体,将与HBr和HBrO反应,使平衡正向移动,溴水的颜色变浅,A是答案。选项B,加入的NaI晶体将与Br2发生置换反应,生成的I2使溶液颜色更深,B错。选项C的加压,平衡不移动,溴水颜色不变。选项D,加入FeSO4晶体后,Br2把溶解在溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,溶液依然颜色较深,D错。答案为A。
10.一定条件下向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体,图甲表示各物质的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示反应速率随时间的变化,t2、t3、t4、t5时刻后各改变一种条件。若t4时刻改变条件是压强,则下列说法错误的是
A.若t1=15 s,则前15 s的平均反应速率v(C)=0.004 mol·L-1·s-1
B.该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)
C.t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D.B的起始物质的量为0.04 mol
【答案】C
【解析】由图甲可知,反应在t1时刻达到化学平衡,A是反应物,浓度减少了0.09 mol·L-1,C是生成物,浓度增加了0.06 mol·L-1。由图乙的“t4时刻改变条件是压强”,而平衡不移动可知,B应是气态生成物,且反应前后气体的物质的量相等,所以该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)。图乙中可以确认的条件是:t3—加入催化剂,t4—减压,而t2和t5无法确定哪个是升高温度,哪个是同时增大反应物和生成物的浓度,所以选项C的说法是错误的。答案为C。
11.合成氨工艺的一个重要工序是铜洗,其目的是用铜液[醋酸二氨合铜(I)、氨水]吸收在生产过程中产生的CO和CO2等气体。铜液吸收CO的反应是放热反应,其反应方程式为:
Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac(放热反应)
完成下列填空:
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是_________。(选填编号)
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.及时移走产物
(2)铜液中的氨可吸收二氧化碳,写出该反应的化学方程式_______________________________
_________________________________________
(3)简述铜液吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)。
_____________________________________________________________________________________
(4)铜液的组成元素中,短周期元素原子半径从大到小的排列顺序为________________________。通过比较_____________________________可判断氮、磷两种非金属元素的非金属性强弱。
(5)已知CS2与CO2分子结构相似,CS2的结构式是____________。
【答案】(1)bc
(2)2NH3+CO2+H2O = (NH4)2CO3、(NH4)2CO3+CO2+H2O = 2NH4HCO
(3)低温加压下吸收CO,然后将铜洗液转移至另一容器中,高温低压下释放CO,再将铜洗液循环利用。
(4)C>N>O>H NH3和PH3的稳定性
(5)S=C=S
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