HCl和O2四种气体置于一容器中

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