高中化学知识点归纳《化学平衡状态的判断》答题技巧(2017年最新版)(九)

时间:2017-08-06 10:09:42

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1、填空题  近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)在2升的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:

t(℃)
750
850
1000
CO%
0.7
2/3
0.5
?
1000℃时该反应的平衡常数为___________________。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时反应___________(填“向右进行”、“向左进行”或“处于平衡状态”)。
(2)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===?2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)===?CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则CO和H2O生成CO2和H2的热化学方程式为_______________________________。
(3) 目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入
1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________;
②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数______________(填序号)
a.可能不变?b.可能减小 ?c.可能增大 ?d.不变、减小、增大皆有可能
(4)NaHCO3的水溶液呈碱性,其原因是(用文字叙述)_______________________。常温下,向100mL
0.2mol/LNaHCO3溶液中滴加amol/L的醋酸溶液,当滴加到溶液呈中性时,所用去的醋酸体积刚好也
为100mL,此时醋酸的电离常数为b, 用含b的代数式表示醋酸的浓度a=_____________________。


参考答案:(14分,每空2分) (1)1/3,向右进行? (2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)?△H=-41.2 kJ/mol
(3)①0.225mol·L-1·min-1(单位和数值各1分)?②ac(对一个给1分,错一个倒扣1分)
(4)HCO3-水解程度大于其电离程度。
a=0.2(10-7+b)/b或a=(10-7+b)/5b(其他表示形式,只要正确均给分)


本题解析:(1)? CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始浓度(mol/L)? 1? 2? 0? 0
转化浓度(mol/L)? 0.5? 0.5? 0.5? 0.5
平衡浓度(mol/L)? 0.5? 1.5? 0.5? 0.5
因为化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数K=;根据表中数据可知,升高温度,CO的转化率降低。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,所以850℃时的平衡常数大于。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时Q=,所以反应向右进行。
(2)根据热化学方程式①C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1、②2H2(g)+O2(g)===?2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1、③C(s)+H2O(g)===?CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1并依据盖斯定律可知①-②-③即得到CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),则该反应的反应热△H=-393.5kJ/mol+483.6kJ/mol-131.3kJ/mol=-41.2 kJ/mol。
(3)①根据图像可知,反应进行到10min时,反应达到平衡状态。此时生成甲醇的浓度是0.75mol/L,则根据方程式可知,消耗氢气的浓度是0.75mol/L×3=2.25mol/L,所以氢气的反应速率v(H2)=2.25mol/L÷10min=0.225mol·L-1·min-1。
②如果温度不变,改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数不变;由于正反应是放热反应,因此降低温度平衡向正反应方向进行,平衡常数增大,因此正确的答案选ac。
(4)由于HCO3-的水解程度大于HCO3-的电离程度,所以碳酸氢钠溶液显碱性。醋酸的酸性强于碳酸氢钠的,因此反应中有CO2气体生成。根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),溶液显中性,则c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,所以c(CH3COO-)=c(Na+)=0.2mol/L÷2=0.1mol/L,所以溶液中c(CH3COOH)=0.5amol/L-c(CH3COO-)=0.5amol/L-0.1mol/L,所以根据电离平衡常数表达式可知b=,即b=,解得a=


本题难度:一般



2、选择题  工业上消除氮氧化物的污染,可用如下反应:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ?ΔH=a kJ/mol
在温度T1和T2时,分别将0.50 molCH4和1.2 molNO2充入体积为1 L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:

温度
?时间/min
n/mol
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18
……
0.15
下列说法不正确的是(?)
A.10 min内,T1时υ(CH4)比T2时小? B.温度:T1<T2
C.ΔH:a<0? D.平衡常数:K(T1)<K(T2)


参考答案:D


本题解析:A、10min内,T2反应的CH4多,T2反应速率大,正确;B、因为T2反应速率大,所以T1<T2[来,正确;T2温度高,平衡时CH4的物质的量大,平衡向逆反应方向移动,正反应放热,K(T1)>K(T2),C项正确,D项错误。


本题难度:一般



3、选择题  在恒温、恒容的条件下,有反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度为2mol·L—1;途径II:C、D的起始浓度分别为2mol·L—和6mol·L—;则以下叙述正确的是?(?)
A.两途径最终到平衡时,体系内混合气的百分组成相同
B.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不同
C.达平衡时,途径I的反应速率v(A)等于途径II的反应速率v(A)
D.达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2


参考答案:AD


本题解析:按照等效平衡的思想,途径I和途径II的物质起始浓度都满足系数之比,又在恒温、恒容的条件下进行,所以最终到平衡时,体系内混合气的百分组成相同;由于起始的浓度不一样,所以达平衡时,途径I的反应速率v(A)不等于途径II的反应速率v(A);途径I时物质浓度是途径II的1/2,故达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2。


本题难度:简单



4、选择题  反应4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)△H=-Q?kJ/mol,在一定温度下达到化学平衡状态时,下列说法正确的是(  )
A.若增大压强,A和B的转化率都增大
B.若升高 温度最终能生成更多的C和D
C.单位时间里有4n?mol?A消耗,同时有5n?mol?B生成
D.容器里A、B、C、D的浓度比是4:5:4:6


参考答案:A.反应物气体的化学计量数之和小于生成物气体的化学计量数之和,则增大压强平衡向逆反应方向移动,A和B的转化率都减小,故A错误;
B.正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,故B错误;
C.单位时间里有4nmolA消耗,同时有5nmolB生成,说明正逆反应速率相等,达到平衡状态,故C正确;
D.由于反应物的起始量和转化程度未知,则平衡浓度不确定,不能作为判断是否达到平衡的依据,故D错误.
故选C.


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  已知298K时反应2SO2( g ) + O2( g ) 2SO3( g );△H =" -197" kJ · mol-1,在相同温度下向一密闭容器中加入2 mol SO2和1 molO2,达化学平衡时放出热量为a1 kJ ;向另一容积相同的密闭容器中通入 1 mol SO2和0.5 molO2,达化学平衡时放出热量为a2 kJ ,则下列关系式中正确的是(?)
A.2a2<a1< 197
B.2a2>a1 >197
C.2a2 = a1 >197
D.2a2 = a1 = 197


参考答案:A


本题解析:题中热化学方程式中的热量表示生成2 mol SO3放出197 kJ热量,在一密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,由于反应是可逆反应,所以生成的SO3的物质的量总是小于2 mol,则放出的热量小于197 kJ,即a1 < 197;在另一个相同容积的容器中,注入的SO2和O2的物质的量减为一半,若容器容积也为原来的一半,则此化学平衡与原平衡等效,放出热量为a2 / 2,现将容积扩大到相同,则化学平衡向逆反应方向移动,所以放出的热量小于a1 / 2,即a1 > 2a2,所以选项A正确。


本题难度:简单




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