D.氧气的转化率不再变化
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag—ZSM—5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ,在
=1的条件下,为更好地除去NOx,应控制的最佳温度在 K左右。
(3)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5 L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1 ℃和T2 ℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
物质 温度(℃) 初始 活性炭 3.000 2.960 2.975 ①写出NO与活性炭反应的化学方程式: 。 ②若T1
③上述反应T1 ℃时达到化学平衡后,再通入0.1 mol NO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为 。
NO 0.10 0.020 0.050 E 0 0.040 0.025 F 0 0.040 0.025 T1 T2
课时规范练21 化学平衡的移动
1.D 加入AgNO3溶液后,生成AgBr沉淀,c(Br)降低,平衡向右移动,c(Br2)降低,溶液颜色变浅,可以用勒夏特列原理解释,A项不符合题意;对于反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,正反应为放热
-
反应,降低温度平衡正向移动,有利于提高氨的产率,可以用勒夏特列原理解释,B项不符合题意;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸是一个可逆反应,饱和食盐水中Cl的浓度较大,使平衡左移,会降低氯气在饱和食盐水中的溶解度,可以用勒夏特列原理解释,C项不符合题意;反应体系中c(NO2)增大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,D项符合题意。
2.C 解题时可对方程式中的化学计量数进行虚拟,分x=3和x≠3两种情况进行分析。由题给条件和等效平衡理论分析,若x=3,符合等体积反应,可建立等效平衡;若x=2,符合非等体积反应,“一边倒”之后两次反应投入的物质的量完全相等,可建立等效平衡。 3.B 0~5 s内,v(N2O5)= v(NO2)=
=0.148 mol·L·s,A项正确;根据反应物转化
-1
-1
-
的物质的量之比等于化学计量数之比,可得c1=0.63,c2=0.50,c3=2.00,由此可知10 s时反应达到平衡,达平衡时c(N2O5)=1.00 mol·L,将容器体积压缩一半,若平衡不移动,此时c(N2O5)=2.00 mol·L,由于平衡正向移动,则c(N2O5)>2.00 mol·L,B项错误;对于放热反应,温度越高,平衡常数越小,C项正确;达平衡时c(NO2)=2.00 mol·L,c(O2)=0.50 mol·L,c(N2O5)=1. 00 mol·L,则
-1
-1
-1
-1
-1
-1
K==0.125,平衡时NO2的转化率为×100%=50%,D项正确。
×100%=50%,O2的转化率为
4.A 该反应为反应前后气体体积不变的反应,由图可知,平衡时n(H2)=0.4 mol,则有n(I2)=0.4 mol,故碘蒸气的体积分数为
×100%=25%,A项正确;1.5 min时降低温度反应是否达到平衡状态
未知,反应速率减慢,反应进行的方向无法判断,B项错误;平衡后若升高温度,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的程度大于v(逆),平衡向右移动,C项错误;平衡后加入H2,平衡向左移动,根据勒夏特列原理可知,达到新平衡后,c(H2)比原来大,则新平衡后H2的体积分数增大,D项错误。 5.B 由反应试剂用量看,F反应后混合物中存在F
与I的物质的量恰好符合反应比例关系,再依据Ⅱ、Ⅲ实验现象可知,
与I的反应为可逆反应,A项正确;结合Ⅱ、Ⅲ实验现象可
---
和I2,因而F
知,a反应后I2浓度较大,b反应后I2浓度较小,说明SCN结合F使2F确。
6.D 由容器Ⅰ中数据可计算出607 K时反应的平衡常数 CO2(g)+H2S(g)
COS(g)+H2O(g)
0.075
0
+2I
-2+
3+
的能力比I还原F
-
的能力强,
2Fe+I2的平衡逆向逆动,B项错误。Fe与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3,C、D项正
c(始)/(mol·L-1) 0.05
0
c(变)/(mol·L-1) 0.025 c(平)/(mol·L-1) 0.025
平衡常数K=
0.025 0.05
0.025 0.025
0.025 0.025
=0.5,D项正确;对比Ⅰ、Ⅲ可知随温度升高,平衡常数减小,平衡向
逆反应方向移动,说明逆反应是吸热反应,正反应放热,A项错误;Ⅱ相对于Ⅰ,是成比例的增加投料量,相当于加压,由于题给反应是气体体积不变的反应,所以平衡不移动,c(COS)Ⅱ=2c(COS)Ⅰ=0.05 mol·L,C项错误;容器Ⅲ平衡时,再充入少量氦气,容器体积不变,各成分浓度不变,平衡不移动,B项错误。
7.A 压缩容器的容积时体系压强增大,假设平衡不移动,A的浓度应为1 mol·L,但再次平衡后小于1 mol·L,说明增大压强平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理知,x+y>z,平衡向正反应方向移动, C的体积分数增大,因为压缩了容器的容积,则B的物质的量浓度增大,故A项正确,B、C、D项错误。
8.C 容器Ⅰ从正反应方向开始,开始时正反应速率最大,容器Ⅱ从逆反应方向开始,开始时正反应速率最小。因此开始时正反应速率不相同,故A项错误;增大压强平衡不发生移动,但是由于反应是在恒容绝热的环境中进行,当反应达到平衡时容器Ⅰ、Ⅲ中温度不等,二者的反应的平衡常数就不相同,故B项错误;该反应的正反应是放热反应,随着反应的进行,反应容器的温度升高,由于升高温度,平衡向吸热的逆反应方向移动,而容器Ⅱ是从逆反应方向开始,随着反应的进行,容器内的温度逐渐降低,根据平衡移动原理:降低温度,平衡向放热的正反应方向移动,因此容器Ⅰ中的I2气体的物质的量比容器Ⅱ多,所以混合气体的颜色容器Ⅰ比容器Ⅱ中的气体颜色深,故C项正确;在温度不变时反应从正反应方向开始与从逆反应方向开始,在题给条件下物质的转化率之和为1,由于反应在恒容绝热容器中进行,所以容器Ⅰ中H2的转化率比恒温时小,容器Ⅱ中HI的转化率也比恒温时小,因此二者之和小于1,故D项错误。 9.答案 (1)2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O (2)ab
-1
-1
-1
-1
(3)①正反应(或右) ②40% ③1.5a mol·L 解析 (1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O。(2)该反应为气体分
子数减小的化学反应,当体系的压强不再改变时,反应达到平衡状态,另外氢气的浓度不再变化,也能说明反应达到平衡状态;由于在500 K时,所有物质均为气体,故在恒容状态下气体的密度恒为定值,密度不变不能说明反应达到平衡状态;根据化学方程式可知,任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。(3)①由图中信息可知,其他条件不变时,升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即降低温度,平衡将向正反应方向移动。②700 K时,当氢气与二氧化碳的起始投料比式:2CO2+6H2
=1.5时,由图像可知二氧化碳的转化率为20%,由化学方程
-1
C2H5OH+3H2O,可计算出氢气的转化率为40%。③设起始时c(CO2)=x mol·L,则起始
-1
时c(H2)=2x mol·L,根据三段式:
2CO2+6H2
C2H5OH+3H2O
起始/(mol·L): x 转化/(mol·L): 0.6x 平衡/(mol·L): 0.4x
-1
-1-1
-1
2x 1.8x 0.2x
-1
0 0.3x 0.3x
0 0.9x 0.9x
0.2x=a mol·L,则0.3x=1.5a mol·L。 10.答案 (1)2NO(g)
N2(g)+O2(g) ΔH=-180.8 kJ·mol
-1
-1
-1
(2)①0.375 mol·L·min ②C ③B (3)①60% ②> 解析 (1)已知:反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)可得2NO(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0 kJ·mol?,反应
-1
1
2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 266.6 kJ·mol,根据盖斯定律可知(Ⅱ-Ⅰ)÷2
-1
-1
-1
O2+N2(g),ΔH=[(-1 266.6 kJ·mol)-(-905.0 kJ·mol)]÷2=-180.8 kJ·mol,
N2(g)+O2(g) ΔH=-180.8 kJ·mol;(2)①反=0.375 mol·L·min;②在第3 min后到4
-1
-1
-1
则NO分解生成N2与O2的热化学方程式为2NO(g)应从开始到第2 min时,v(H2O)= v(NO)=
min,根据数据可知反应按比例向逆反应方向进行,因为该反应为气体体积增大的放热反应,故使用催化剂不能使平衡移动,选项A不选;减小压强平衡向气体体积增大的正反应方向移动,不符合,选项B不选;升高温度平衡向逆反应方向移动,选项C符合题意;增加O2的浓度平衡向正反应方向移动,不符合题意,选项D不选;③恒容条件下,气体的总质量不变,则混合气体的密度一直不变,密度不变不能作为达到平衡状态的标志,选项A错误;单位时间内消耗n mol NO的同时消耗n mol NH3,符合正逆反应速率相等,可作为达到平衡状态的标志,选项B正确;物质的百分含量w(NH3)=w(NO)不一定是平衡状态,所以不能作为达到平衡状态的标志,选项C错误;用NH3、O2、NO、H2O的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为4∶5∶4∶6的状态,不一定是平衡状态,所以不能作为达到平衡状态的标志,选项D错误;(3)①T1 ℃时,c(N2)=1.2 mol·L,则生成氮气的物质的量为1.2 mol·L×2 L=2.4 mol,根据反应4NH3(g)+3O2(g)NH3的转化率为
2N2(g)+6H2O(g)可知消耗的氨气物质的量为4.8 mol,故
-1
-1
×100%=60%;②c点温度较高平衡逆向移动,气体的总物质的量减少,压强减小,
故图中a、c两点对应的容器内部压强pa>pc。 11.答案 (1)D
(2)NO分解反应是放热反应,升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也可,其他合理说法也可) 870(数值接近即可)
(3)①C+2NO
CO2+N2 ②< ③80%
解析 (1)A项,由于体系中各组分都为气体,且体积不变,故密度恒定,因此密度不变不能说明反应达到平衡状态;B项,该反应为等体积反应,在恒温下,压强不变,不能说明反应达到平衡状态;C项,平衡时各物质的浓度之比与化学计量数之比无必然联系,故错误;D项,各组分浓度不变可判断为平衡状态。(3)①根据表中的数据变化量之比及原子守恒可确定方程式中的生成物及各物质的化学计量数;②由T1变至T2,温度升高,NO的物质的量增大,说明平衡逆向移动,故该反应为放热反应,则该反
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