15.下列反应的平衡常数可以用K??1/p'(H2)表示的是( C ) A. H2(g) +S(g)? H2S(g) B. H2(g) +S(s)? H2S(g) C. H2(g) +S(s)? H2S(l) D. H2(l) +S(s)? H2S(s) 16.对于一个给定条件下的反应,随着反应的进行( C ) A. 速率常数k变小 B. 平衡常数K变大 C. 正反应速率降低 D. 逆反应速率降低 三、是非题
1.对于一个正向为吸热反应来说,如果升高温度,正向反应速率必然增加,而逆向反应速率必然减小。 (×)
2. 2SO2+O2?2SO3的反应中,在一定温度、压力和浓度的条件下,不论使用催化剂或不使用催化剂,只要反应达到平衡时,产物的浓度总是相同的。(√)
3.催化剂只能缩短反应到达平衡的时间而不能改变平衡状态。 ( √) 4.一种反应物的转化率随另一种反应物的起始浓度不同而异。 (√) 5.分几步完成的化学反应的总平衡常数是各步平衡常数之和。 (X) 6.N2(g) + 3H2(g)?2NH3(g),反应达到平衡后,把p(NH3),p(H2)各提高到原来的2倍,p(N2)不变,则平衡向正方向移动。 (√)
7.反应CaCO3(s)? CaO(s)+ CO2(g),在一定条件下达到平衡后,若压缩容器体积,平衡向正反应方向移动。 (×)
8.可逆反应X+2Y? 2Z,ΔH>0,X,Y,Z是三种气体,为了有利于Z的生成,应采用高温高压的反应条件。 (√)
9.可使任何反应达到平衡时增加产率的措施是增加反应物浓度。 (√) 10.在一定条件下,一个反应达到平衡的标志是各反应物和生成物的浓度相等。 (×)
四、问答题
1.写出下列反应平衡常数KΘ的表达式。 (1) 2NO2 (g) + 4H2 ? N2 (g) + 4H2O
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{p(N2)/p?}{p(H2O)/p?}4K? ?2?4{p(NO)/p}{p(H2)/p}?(2) Cr2O72- + H2O ? 2CrO42- + 2H+
2?{c(CrO4)/c?}2{c(H?)/c?}2K?
c(Cr2O72?)/c??(3) NO(g) + ? O2(g) ? NO2(g)
K??p(NO2)/p?{p(NO)/p?}{p(O2)/p}1?2
(4) CO2 (g) + C (s) ? 2CO (g)
{p(CO)/p?}2K? ?p(CO2)/p?2.在某一容器中A与B反应,实验测得数据如下:
c(A) /(mol·L-1) 1.0 2.0 3.0 4.0 c(B) / (mol·L-1) 1.0 1.0 1.0 1.0 v/ (mol·L·s ) 1.0×10-2 8.0×10-2 2.7×10-1 6.4×10-1 -1-1c(A) / c(B) / (mol·L-1) (mol·L-1) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 v/ (mol·L-1·s -1) 1.0×10-2 2.0×10-2 3.0×10-2 4.0×10-2 写出该反应的速率方程式。
答:从表中数据可看出:v?c(A)3,v?c(B)
3cA)(cB)?1.?0?2103A[ ]B[] ?v?k(3.工业上用乙烷裂解制乙烯的反应C2H6(g) ? C2H4(g)+H2(g) 通常在高温、常压下,加入过量水蒸气(不参与反应),来提高乙烯的产率,试解释。
答:这个反应后气体分子数增加,水蒸汽不参加反应,为惰性气体,总压维持不变,则总体积增大,相当于压力减少,平衡向右移动。
4.反应C(s)+ H2O(g)? CO(g)+ H2(g),ΔH>0,判断下列说法
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是否正确?说明理由。
(1)由于反应物和生成物的总分子数相等,故体积缩小,平衡不会移动; 答: 错。反应前后的气体分子数增大,体积缩小,压力增大,平衡向左移动。
(2)达到平衡时,各反应物和生成物的分压一定相等; 答:错。反应物和生成物的分压不一定相等。但不变。 (3)升高温度,平衡向右移动;
答:对。正反应是吸热反应,温度升高,平衡右移。 (4)加入催化剂,正反应速率增加,平衡向右移动。 答:催化剂不会使平衡发生移动。
5.今有A和B两种气体参加反应,若A的分压增大1倍,反应速率增加1倍;若B的分压增大1倍,反应速率增加3倍:
(1)试写出该反应的速率方程 答:v?kc(A)c(B)3
(2)若将总压减小为原来的1/2,反应速率如何变化? 答:分压不变,反应速率不变。 五、计算题
1.已知在某温度下,反应:
Fe(s)+ CO2(g)? FeO(s)+ CO(g) K1Θ = 1.47 FeO(s)+ H2(g)? Fe(s)+ H2O(g) K2Θ =0.42 计算该温度下,反应CO2(g)+ H2(g)? CO(g)+ H2 O(g)的K3Θ。 解:反应(1):Fe(s)+ CO2(g)? FeO(s)+ CO(g) K1Θ = 1.47 反应(2):FeO(s)+ H2(g)? Fe(s)+ H2O(g) K2Θ =0.42 反应(3):CO2(g)+ H2(g)? CO(g)+ H2 O(g)是反应(1)和反应(2)之和,所以反应(3)的K3Θ= K1ΘK2Θ=0.62。
2.在350℃时,反应:H2(g)+ I2(g)? 2HI(g)的KΘ=17.0,在一密
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闭容器中,H2,I2和HI三种气体的初始分压分别为50.2 kPa,50.2 kPa和100.4 kPa,问反应将向何方向进行?
(pHI/p?)2{pHI/p?}2??4.0?K? 解:Q???{pH2/p}{pI2/p}pH2pI2 反应正向进行。
3.某温度下,CO和H2 O在密闭容器中发生如下反应:
CO(g)+ H2 O(g)? CO2(g)+ H2(g)
达到平衡时,p(CO)=100.0 kPa,p(H2 O )= 200.0 kPa,p(CO2 )= 200.0 kPa,问反应开始前,反应物的分压各是多少?平衡时,CO的转化率是多少? 解:CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g) p平100.0 200.0 200.0
反应前的分子摩尔总数= 反应后的分子摩尔总数 ?pCO2?300.0kPa,pH2O?400.0kPa ?CO?
4. NO和O2的反应为2NO(g)+ O2(g) ? 2NO2(g),恒温恒容条件下,反应开始的瞬间测得p(NO)=100.0kPa,p(O2)= 286.0 kPa,当达到平衡时,p(NO2)= 79.2 kPa,试计算在该条件下反应的KΘ。 解:2 NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) p始 100.0 286.0
p平 100.0-79.2 286.0-79.2/2 79.2
200.0 ?66.700.0 =20.8 =246.4
K??(pNO2/p?)2(pNO/p?)2(pO2/p?)?(pNO2)2p?(pNO)2pO279.22?100??5.88 20.82?246.45.在25℃时,反应:Sn + Pb2+ ? Sn2+ + Pb的平衡常数为2.18,若(1) 反应开始时只有Pb2+,其浓度为c (Pb2+) = 0.200 mol·L-1,求达到平衡时溶液中Pb2+的浓度为多少?(2)反应开始时, c (Pb2+) = c ( Sn2+) = 0.200 mol·L-1,达到平衡时
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剩下的Pb2+又是多少?
解:(1) Sn + Pb2+ → Sn2+ + Pb c始 0.200
c平 cPb2? 0.200-cPb2? K??0.200?cPb2?cPb2??2.18, 解得: cPb2?=0.063 mol/L
(2) Sn + Pb2+ → Sn2+ + Pb
c始 0.200 0.200
c平 cPb2? 0.200+0.200-cPb2?=0.400-cPb2? K??0.400?cPb2?cPb2??2.18, 解得: cPb2?=0.126 mol/L
6.476℃时,在一密闭的容器中,反应:CO + H2O(g) ? CO2 + H2的平衡常数KΘ=2.6。求:
(1)当CO和H2O的物质的量之比为1∶1时,CO的转化率是多少? (2)当CO和H2O的物质的量之比为1∶3时,CO的转化率是多少? (3)根据计算的结果,能得到什么结论? 解:(1) CO + H2O (g) → CO2 + H2
n始 n n
n平 n?n? n?n? n? n? (n?)2K??2.6 , ??61.7%
(n?n?)2?(2) CO + H2O (g) → CO2 + H2
n始 n 3n
n平 n?n? 3n?n? n? n? (n?)2K??2.6 , ??86.5%(5.64舍去)
(n?n?)(3n?n?)?结论:增加另一反应物的量可以使该反应物转化率增加。
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