化學平衡化學平衡常數(shù)習題（原卷版）

第七章化學反應速率和化學平衡7.2化學平衡化學平衡常數(shù)考點一可逆反應與化學平衡狀態(tài)1.在一密閉容器中進行反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為mol·L1、mol·L1、mol·L1,當反應達到平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是 ()2為mol·L1,O2為mol·L12為mol·L13為mol·L12、SO3均為mol·L12.一定溫度下,將2molSO2和1molO2充入2L密閉容器中,在催化劑存在下進行下列反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),正反應放熱。下列說法中正確的是 ()A.達到反應限度時,SO2和SO3的分子數(shù)一定相等B.任意時刻,SO2和SO3物質(zhì)的量之和一定為2mol2的消耗速率等于O2的生成速率時,達到反應限度D.達到反應限度后,升高溫度,正反應速率加快,逆反應速率減慢3.在1L恒溫恒容的密閉容器中充入一定量N2O5,發(fā)生如下反應:反應1:N2O5(g)N2O4(g)+12O2(g)ΔHkJ·mol1反應2:N2O4(g)2NO2(g)ΔHkJ·mol1現(xiàn)有下列情況:①混合氣體的密度保持不變;②氣體壓強保持不變;③氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變;④c(NO2)c(N2O4)保持不變;⑤O2的物質(zhì)的量保持不變;⑥v正(N2O4)∶v逆(NOA.①②③⑤ B.②③④⑥ C.①③⑤⑥ D.②③④⑤考點二化學平衡常數(shù)4.對于反應aA(g)bB(g)+cC(g),向密閉容器中充入1molA,達平衡時,體系中B的體積分數(shù)隨溫度、壓強的變化關(guān)系如圖1所示,下列判斷正確的是 ()圖1H<0,ΔS<0、P兩點的化學平衡常數(shù):M<P、N兩點A的轉(zhuǎn)化率:M>ND.保持恒溫恒容,向P點再充入少量A,達新平衡時,B%增大5.利用丙烷(C3H8)在無氧條件下制備丙烯(C3H6)的反應方程式為C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH=+124kJ·mol1。在一容積可變的容器中,不同起始壓強下(MPa、MPa)進行上述反應,達到化學平衡時,測得丙烷和丙烯的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化如圖2所示,則下列說法中正確的是 ()圖2曲線表示的是MPa下丙烯隨溫度變化的物質(zhì)的量分數(shù)點對應的該反應平衡常數(shù)KpMPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))點丙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為33.3%D.實際生產(chǎn)過程中需通入一定量水蒸氣,其目的是稀釋原料氣,增大丙烯的平衡產(chǎn)率6.用CO還原N2O的方程式為N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)。在容積均為1L的密閉容器A(500℃,恒溫)、B(起始500℃,絕熱)中分別加入molN2O、molCO和相同催化劑。實驗測得A、B容器中N2O的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖3所示。該反應的反應速率v正=k正·c(N2O)·c(CO),v逆=k逆·c(N2)·c(CO2)。k正、k逆分別是正、逆反應速率常數(shù)。下列說法錯誤的是 ()圖3容器中N2O的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系是圖中的b曲線℃該反應的化學平衡常數(shù)K=1處的v正D.要縮短b曲線對應容器達到平衡的時間,但不改變N2O平衡轉(zhuǎn)化率,在催化劑一定的情況下可采取充入氮氣加壓的措施考點三等效平衡7.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=197kJ·mol1,向同溫、同容積的三個密閉容器中分別充入氣體:(甲)2molSO2和1molO2;(乙)1molSO2和molO2;(丙)2molSO3。在恒溫、恒容條件下反應達到平衡時,下列關(guān)系式一定正確的是 ()A.容器內(nèi)壓強p:p甲=p丙>2p乙3的質(zhì)量m:m甲=m丙>2m乙C.c(SO2)與c(O2)之比k:k甲=k丙>k乙D.反應放出或吸收熱量的數(shù)值Q:Q甲=Q丙>2Q乙8.如圖4所示,隔板Ⅰ固定不動,活塞Ⅱ可自由移動,M、N兩個容器中均發(fā)生反應:X(g)+2Y(g)xZ(g)。保持溫度不變向M、N中各通入1molX和2molY的混合氣體,初始時M、N的容積相同。下列說法正確的是 ()圖4A.x不論何值,平衡時M、N中的平均相對分子質(zhì)量都相等B.若x=3,達到平衡后X的體積分數(shù)關(guān)系:φ(M)>φ(N)C.若x<3,Z的平衡濃度關(guān)系:c(M)<c(N)D.若x>3,達到平衡后Y的轉(zhuǎn)化率:α(M)>α(N)9.在3個容積均為1L的恒容密閉容器中發(fā)生反應:SO2(g)+2NO(g)2NO2(g)+S(s)。改變?nèi)萜鳍竦姆磻獪囟?平衡時c(NO2)與溫度的關(guān)系如圖5所示。下列說法正確的是 ()圖5容器編號溫度/K起始物質(zhì)的量/molSO2NONO2SⅠ00ⅡT111ⅢT211A.該反應的ΔH>0B.T1時,該反應的平衡常數(shù)為1C.容器Ⅰ與容器Ⅱ均在T1時達到平衡,總壓強之比小于1∶2D.若T2<T1,達到平衡時,容器Ⅲ中NO的體積分數(shù)小于40%考點四化學平衡綜合考查10.[2022·湖北隨州曾都區(qū)一中模擬]乙烯是制造塑料、合成橡膠和合成纖維等化學產(chǎn)品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化學工業(yè)的一個重要研究課題,目前裂解方法有電催化、光催化裂解、直接裂解、氧氣或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧氣氧化裂解的反應如下:(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1=+125kJ·mol1(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH2=+177kJ·mol1(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)ΔH3kJ·mol1回答下列問題:(1)已知鍵能數(shù)據(jù):E(C—H)=416kJ·mol1,E(H—H)=436kJ·mol1,由此計算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為kJ。

(2)在一絕熱的恒容密閉容器中,通入一定量的C2H6發(fā)生反應(Ⅰ),反應過程中容器內(nèi)壓強(p)與時間(t)變化如圖6所示,隨著反應進行,a~b段壓強減小的原因是

。

圖6(3)反應(Ⅱ)的Arrhenius經(jīng)驗公式實驗數(shù)據(jù)如圖7中曲線a所示,已知Arrhenius經(jīng)驗公式Rlnk=EaT+C(Ea為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù))。反應的活化能Ea=kJ·mol1。當改變外界條件時,實驗數(shù)據(jù)如圖中曲線b所示,則實驗可能改變的外界條件是圖7(4)乙烷氧氣氧化裂解制乙烯,除發(fā)生反應(Ⅲ)之外,還發(fā)生副反應(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃時用乙烷氧氣氧化裂解制乙烯,乙烷的轉(zhuǎn)化率、乙烯的選擇性和收率隨投料比n(C2H6圖8已知:C2H4的選擇性=生成C2C2H4的收率=C2H6的轉(zhuǎn)化率×C2H4的選擇性。①控制n(C2H6)n(O2)=2而不采用選擇性更高的n(C2H6)n(O2)②一定溫度和壓強為pMPa條件下,將C2H6和O2按物質(zhì)的量之比為2∶3通入密閉彈性容器中發(fā)生反應,平衡時,C2H4選擇性為60%,C2H4的收率為48%。該溫度下,反應2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=(用含p的代數(shù)式表示,帶單位。已知Kp是用反應體系中氣體的分壓來表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。

11.氨氣是重要的基礎(chǔ)化工品。Ⅰ.工業(yè)上使用氨氣生產(chǎn)尿素,在一個容積恒為1L的恒溫密閉容器中充入2molCO2和4molNH3的混合氣體,經(jīng)歷反應1、2合成CO(NH2)2。反應1:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH1kJ·mol1反應2:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2kJ·mol1(1)能說明反應1達到平衡狀態(tài)的是(暫不考慮反應2)(填序號)。

①混合氣體的壓強不變②混合氣體的密度不變③相同時間內(nèi)斷裂3molN—H,同時形成1molCO2④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變⑤NH3的體積分數(shù)不變(2)混合氣體中氨氣體積分數(shù)及氣體總濃度隨時間變化如圖9所示,對于反應Ⅰ,A點正反應速率與B點逆反應速率大小關(guān)系是vA(正)(填“>”“<”或“=”)vB(逆),在B點氨氣的轉(zhuǎn)化率為。

圖9Ⅱ.恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發(fā)生2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH>0。測得在同種催化劑下分解的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:編號反應時間/minc(NH3)/(mol·L1)表面積/cm2020406080①a②2a(3)根據(jù)①組數(shù)據(jù),隨著反應進行,c(NH3)減小,平均反應速率(填“變大”“變小”或“不變”),對該變化的合理解釋是