HCl和O2四种气体置于一容器中
第二章 习题
一、填空题
1(将Cl、HO、HCl和O四种气体置于一容器中,发生如下反应: 222
2Cl(g)+2HO(g)? 4HCl(g)+O(g) 222
反应达到平衡后,如按下列各题改变条件,则在其它条件不变的情况下,各题后半部分所指项目将有何变化,
Θ(1)增大容器体积,n(O)____下降__,K____不变_,p(Cl)_升高__; 22
(2)加入氩气(总压不变), n(HCl)____不变____;
(3)加入O ,n(Cl,g)__升高____,n(HCl)___下降____; 22
Θ(4)升高温度,K____升高___ ,n(HCl,g)___升高__;
(5)加入催化剂,n(HCl)_____升高__。
2(在密闭容器中进行N(g) + 3H(g) ?2NH(g)的反应,若压力增大到原223
来的2倍,反应速率增大 16 倍。
Θ3(化学反应的平衡常数K仅仅是 温度 的函数,而与 浓度 无关。
2cCO()4(反应2C(s) + O(g) ?2CO(g)的Kc表达式为 ,KpK,2ccO()2
2pCO()表达式为 。 K,cpO()2
5(可逆反应2A(g) + B(g) 2C(g), ΔH<0。反应达到平衡时,容器体积不?
变,增加B的分压,则C的分压 升高_ ,A的分压 下降 ;减小容器的体
Θ积,B的分压 下降 ,K 不变 。
6( 一定温度下,反应PCl(g) 2PCl(g) +Cl(g)达到平衡后,维持温度?532
和体积不变,向容器中加入一定量的惰性气体,反应将 不 移动。
Θ7(可逆反应:I + H2HI在713K时K=51,若将上式改写成:1/2I +1/2 ?22 2
ΘH HI,则其K为 7.1 。 ?2
二、选择题
Θ1(CaCO(g) CaO(s)+ CO(g)反应,850?时,K=0.50,下列?32
情况不能达到平衡的是( B )
A. 只存在CaCO 3
B. 有CaO和CO[p(CO)=10 kPa] 22
C. 有CaO和CO[p(CO)=100 kPa] 22
D. 有CaCO和CO[p(CO)=10 kPa) 322
2(某温度下,反应2NO(g)+ O(g)? 2NO(g)达到平衡是因为( C ) 22
A. 反应已停止 B. 反应物中的一种已消耗完 C. 正逆反应速度相等 D. 两种反应物都刚好消耗完 3(反应:2A(g)+ 2B(g)? D(g)+ 2E(g),ΔH,0,为使A达到最
大转化率,应采取的措施是( A )
A. 低温、高压 B. 高温、高压 C. 低温、低压 D. 高温、低压 4(对于反应CO(g)+ HO(g) CO(g)+ H(g),如果要提高CO?222
的转化率可以采用( C )
A. 增加CO的量 B. 增加HO(g)的量 2C. 两种
都可以 D. 两种办法都不可以 5(升温使反应速率加快的主要原因是( C )
A. 温度升高,分子碰撞更加频繁
B. 温度升高,可以使平衡右移
C. 活化分子的百分数随温度的升高而增加
D. 反应物分子所产生的压力随温度升高而增大 6(反应A(g)+ B(g)? C(g)在密闭容器中达到平衡,保持温度不
Θ变,而体积增大2倍,则平衡常数K为原来的( D ) A. 1/3倍 B. 3倍 C. 9倍 D.不变 7(反应2NO(g)+2H(g)? N(g)+2HO(g)的速率方程为222
2v=k{p(NO)}×p(H),下列哪个条件变化时初始速率下降,( D ) 2
A. NO的分压增加1倍 B. 有催化剂存在
C. 温度升高 D. 反应容器的体积增大1倍 8(正反应和逆反应的平衡常数之间的关系是( B ) A. 两者相等 B. 两者之积等于1
C. 没有关系 D. 都随着温度的升高而增大 9(化学反应速率通常随下列因素变化而变化( D ) A. 浓度 B. 温度
C. 时间 D. 所有这些因素
10(已知下列反应的平衡常数:
1 K 2()()()CusOgCuOs,1222
1 K CuOsOgCuOs()()2(),2222
Θ2()()2()CusOgCuOs,则可指出反应的 K等于 ( B ) 2
A. K + K B. K ×K 1212
C. K - K D. K/K 1221
11(下列哪一种改变能使任何反应达到平衡时的产物增加( B ) A. 升高温度 B. 增加起始反应物浓度 C. 加入催化剂 D. 增加压力
12(对于反应:4NH(g) +7O(g) ?2NO(g)+6HO(l) ,借通入惰性气体32242
来增加压力时,预期会使( C )
A. 平衡时NO的产量增加 B. 平衡时NO的产量减少 2424C. 平衡时NH和NO的相对量无变化 D. 正反应加速 324
13(对于上述同一反应,通过增加容器体积以使压力减小时,预期会使( D ) A. 平衡时水的产量增加 B. 已达到的平衡不受影响
ΘC. K增加 D. 正反应进行的程度减小 14(某反应物在一定条件下的平衡转化率为35%,当加入催化剂时,若反应
条件与前相同,此时它的平衡转化率是( B )
A. 大于35% B. 等于35%
C. 无法知道 D. 小于35%
,'KpH,1/()15(下列反应的平衡常数可以用表示的是( C ) 2
A. H(g) +S(g) HS(g) B. H(g) +S(s) HS(g) ??2222
C. H(g) +S(s) HS(l) D. H(l) +S(s) HS(s) ??2222
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( 2SO+O2SO的反应中,在一定温度、压力和浓度的条件下,不论?223
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。 (?)
6(N(g) + 3H(g)2NH(g),反应达到平衡后,把p(NH),p(H)各提高?22332到原来的2倍,p(N)不变,则平衡向正方向移动。 (?) 2
7(反应CaCO(s)? CaO(s)+ CO(g),在一定条件下达到平衡后,32
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
Θ1(写出下列反应平衡常数K的表达式。
(1) 2NO (g) + 4H N (g) + 4HO ?22 22
,,4{()/}{()/}pNppHOp,22 ,K,,24{()/}{()/}pNOppHp2
+2- 2-(2) CrO+ HO ? 2CrO + 2H 2724
222,,,,{()/}{()/}cCrOccHc,4 ,K2,,cCrOc()/27
(3) NO(g) + ? O(g) ? NO(g) 22
,pNOp()/,2 ,K1,,2{()/}{()/}pNOppOp2
(4) CO(g) + C (s) 2CO (g) ?2
,2{()/}pCOp, ,K,pCOp()/2
2(在某一容器中A与B反应,实验测得数据如下:
c(A) /c(B) / c(A) / c(B) / -1-1-1-1v/ (mol?L?s ) v/ (mol?L?s ) -1-1-1-1(mol?L) (mol?L) (mol?L) (mol?L)
-2-21.0 1.0 1.0×10 1.0 1.0 1.0×10
-2-22.0 1.0 8.0×102.0×10 1.0 2.0
-1-23.0 1.0 2.7×10 3.0×10 1.0 3.0
-1-24.0 1.0 6.4×10 1.0 4.0 4.0×10 写出该反应的速率方程式。
3vcAvcB,,(),()答:从表中数据可看出:
323,?,,,vkcAcBAB()()1.010[][]
3(工业上用乙烷裂解制乙烯的反应CH(g) CH(g)+H(g) ?26242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)+ HO(g)? CO(g)+ H(g),ΔH,0,判断下列说法22
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
3vkcAcB,()()答:
(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:
ΘFe(s)+ CO(g) FeO(s)+ CO(g) K = 1.47 ?21
ΘFeO(s)+ H(g) Fe(s)+ HO(g) K =0.42 ?222
Θ计算该温度下,反应CO(g)+ H(g)? CO(g)+ H O(g)的K。 2223
Θ解:反应(1):Fe(s)+ CO(g)? FeO(s)+ CO(g) K = 1.47 21
Θ 反应(2):FeO(s)+ H(g)? Fe(s)+ HO(g) K =0.42 222反应(3):CO(g)+ H(g) CO(g)+ H O(g)是反应(1)和反?222
ΘΘΘ应(2)之和,所以反应(3)的K= KK=0.62。 312
Θ2(在350?时,反应:H(g)+ I(g) 2HI(g)的K=17.0,在一密?22
闭容器中,H,I和HI三种气体的初始分压分别为50.2 kPa,50.2 kPa和100.4 kPa,22
问反应将向何方向进行,
,,22(/){/}pppp,HIHI解: ,,,,QK4.0,,{/}{/}ppppppHIHI2222
反应正向进行。
3(某温度下,CO和H O在密闭容器中发生如下反应: 2
CO(g)+ H O(g) CO(g)+ H(g) ?222
达到平衡时,p(CO)=100.0 kPa,p(H O )= 200.0 kPa,p(CO )= 200.0 22kPa,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) + HO(g) ? CO(g) + H(g) 222
p 100.0 200.0 200.0 平
反应前的分子摩尔总数= 反应后的分子摩尔总数
?,,pkPapkPa300.0,400.0 COHO22
200.0 ,,,66.7%CO300.0
4( NO和O的反应为2NO(g)+ O(g) ? 2NO(g),恒温恒容条件下,反222
应开始的瞬间测得p(NO)=100.0kPa,p(O)= 286.0 kPa,当达到平衡时,p2
Θ(NO)= 79.2 kPa,试计算在该条件下反应的K。 2
解:2 NO(g) + O(g) ? 2NO(g) 22
p 100.0 286.0 始
p 100.0-79.2 286.0-79.2/2 79.2 平
=20.8 =246.4
,,222(/)()pppp,79.2100NONO,22K,,,,5.88 ,,222(/)(/)()20.8246.4pppppp,NOONOO22
2+2+5(在25?时,反应:Sn + Pb ? Sn + Pb的平衡常数为2.18,若(1)
2+2+-1反应开始时只有Pb,其浓度为c (Pb) = 0.200 mol?L,求达到平衡时溶液中2+2+2+-1Pb的浓度为多少?(2)反应开始时, c (Pb) = c ( Sn) = 0.200 mol?L,达到平
2+衡时剩下的Pb又是多少?
2+2+解:(1) Sn + Pb ? Sn + Pb
c 0.200 始
ccc 0.200- 2,2,平PbPb
0.200,c2,,Pbc , 解得: =0.063 mol/L K,,2.182,Pbc2,Pb
2+2+(2) Sn + Pb ? Sn + Pb c 0.200 0.200 始
cccc 0.200+0.200-=0.400- 2,2,2,平PbPbPb0.400,c2,,Pbc, 解得: =0.126 mol/L K,,2.182,Pbc2,Pb
6(476?时,在一密闭的容器中,反应:CO + HO(g) ? CO + H的平衡222
Θ常数K=2.6。求:
(1)当CO和HO的物质的量之比为1?1时,CO的转化率是多少, 2
(2)当CO和HO的物质的量之比为1?3时,CO的转化率是多少, 2
(3)根据计算的结果,能得到什么结论,
解:(1) CO + HO (g) ? CO + H 22 2n n n 始
nnn,,nn,,n,n, 平
2()n,,K,,2.6 , ,,61.7%2()nn,,
(2) CO + HO (g) ? CO + H 22 2n n 3n 始
nnn,,nn,,n,n, 3 平
2()n,,K,,2.6 , (5.64舍去) ,,86.5%()(3)nnnn,,,,
结论:增加另一反应物的量可以使该反应物转化率增加。
7(要使上题平衡时系统中的CO的转化率达到80%,问反应前CO和HO2
的物质的量之比应为多少,
解: CO + HO (g) ? CO + H 22 2
n n xn 始
n nn,,80%xnn,,80%n,80%n,80%平
2(80%)n,,K,,2.6n?n , , :=1:2 x,2HOCO2(80%)(80%)nnxnn,,,,
8(反应NH(g)+ HCl(g) NHCl(s)。已知300?时的平衡常数为?3417.8。在该温度下将NH和HCl气体导入一真空容器,假如两组物质起始压力3
如下列所示,问是否有NHCl固体生成。 4
(1)p(NH)= 101.3 kPa, p(HCl)= 121.6 kPa; 3
(2)p(NH)=3.05 kPa, p(HCl)= 4.04 kPa。 3
,221()100p,解:(1) ,,,,,QK0.81,,,(/)(/)101.3121.6ppppppNHHClNHHCl33
反应向右进行,有NHCl生成。 4
2100,,,,QK811.56(2) ,3.054.04
反应向左进行,无NHCl生成。 4
9(已知反应:NHCl(s) NH(g)+ HCl(g)在275?时的平衡常数?43为0.0104。将0.980 g的固体NHCl 样品放入1.00 L密闭容器中,加热到275?,4计算达平衡时:
(1)NH和HCl的分压各多少, 3
(2)在容器中固体NHCl的质量是多少, 4
pp,解:(1)平衡时, NHHCl3
2ppp,()NHHClNH,33 K,,,0.0104,,22()()pp
pp,=10.20 kPa NHHCl3
pV10.201.00,,3nmol,,,,2.2410(2) 生成的NH的物质的量为: 3RT8.314(273.15275),,
-3剩余NHCl: 0.980-2.24×10×53.5=0.86 g 4
10(SO转化为SO的反应为2SO(g)+ O(g) 2SO(g)。在630??23223
和101.3 kPa下,将1.00 mol SO和1.00 mol O的混合物缓慢通过VO,达到平2225
Θ衡后,测得剩余的O为0.615 mol。试求在该温度下反应的平衡常数K。 2
解:( 2SO + O ? 2SO 223n 1.00 1.00 始
n 1.00-2(1.00-0.615) 0.615 2(1.00-0.615) 平
=0.230 =0.770
nmol,,,,0.2300.6150.7701.615 总
nipkPa,101.3pp, i总总n总
0.230 pkPa,,,101.314.43SO21.615
0.615pkPa,,, 101.338.58O21.615
0.770pkPa,,, 101.348.30SO31.615
,,222(/)()pppp,48.30100SOSO,33K,,,,29.04 ,,22(/)(/)()14.4338.58pppppp,SOOSOO2222
11(有反应PCl(g)+ Cl(g)? PCl(g)。在5.0 L容器中含有相等物325
Θ质的量的PCl和Cl,在250?进行合成,达到平衡(K=0.533)时,PCl的分325
压是100 kPa。问原来PCl和Cl物质的量为多少, 32
,pp/PCl,5pp,,,K0.533解:平衡时: PClCl,,32(/)(/)ppppPClCl32
?,,ppkPa136.97 PClCl32
pV136.975.0,nnmol,,,,0.157 PClCl32RT8.314(273.15250),,
pV1005.0,nmol,,,0.115 PCl5RT8.314(273.15250),,
nnmol,,,,0.1150.1570.272? 开始时 PClCl32
12(气体SOCl加热时将按下式分解:SOCl(g)? SO(g)+ Cl(g)。222222
现将3.509 gSOCl样品放入1.00 L真空容器中,温度升至102?。 22
(1)当系统在102?达到平衡时,容器中的总压为144.8 kPa,计算SO、2
Cl和SOCl在该温度下的分压。 222
Θ(2)计算该温度下的平衡常数K。 解:(1) SOCl(g) ? SO(g) + Cl(g) 2222
n 0.026n n n 平
m3.509 3.509g SOCl 物质的量为: nmol,,,0.026022M135
nn,nnnnn,,,,,,0.02600.0260平衡时: SOCl总22
nRTn(0.0260)8.314(102273.15),,,, p,,,144.8总V1.00
解得: n=0.0204mol
nRT0.02048.314(102273.15),,,SO263.7?,,,,ppkPa SOCl221.00V
,,,,(0.02060.0204)8.314(102273.15) ?,,pkPa17.5SOCl221.00
,,(/)(/)pppppp63.763.7,SOOSOCl,2222(2) K,,,,2.32 ,ppp/10017.5100,,SOClSOCl2222