【化学平衡习题】求关于化学平衡的大题(付答案)

【化学平衡习题】求关于化学平衡的大题(付答案)

【答案】 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)（正反应是吸热反应），其平衡常数可表示为K = c(CO2)/c(CO)，已知1100 ℃时K =0.263。
　　（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值______；平衡常数K值______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
　　（2）1100 ℃时测得高炉中c(CO2)=0.025 mol·L-1、c(CO)=0.1 mol·L-1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态______（选填“是”或“否”），此时，化学反应速率是v正______v逆（选填“大于”“小于”或“等于”），其原因是______。
　　分析 （1）由于正反应是吸热反应，平衡常数将随温度的升高而增大；（2）由于此时c(CO2)/c(CO)= [0.025 mol·L-1] / [0.1 mol·L-1]=0.25≠K =0.263，所以反应不处于平衡状态，又因为0.25 v逆，平衡向右移动。
　　
　　将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA+bB cC(s)+dD ，当反应进行一定时间后，测得A减少了n mol，B减少了n/2 mol，C增加了3n/2 mol，D增加了n mol，此时达到化学平衡。
　　（1）该化学方程式中各物质的化学计量数为a =______、b =______、c =______、d =______；
　　（2）若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态：A______、B______、D______。
　　（3）若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又达到相等，则该反应为______反应（填“放热”或“吸热”）。
　　分析 （1）由化学方程式中化学计量数之比等于反应中各物质的物质的量的变化之比可知，a : b : c : d=n: n/2: 3n/2: n=2:1:3:2。（2）改变压强，反应速率发生变化，说明反应体系中有气态物质；而平衡不移动，说明反应前后气态物质的体积相同；又因为C为固体，则B为固体或液体，A、D均为气体。（3）升高温度后各物质的量又恢复至起始状态，则平衡向逆反应方向移动，即逆反应方向是吸热方向，正反应是放热反应。
　　在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2 + O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：
　　（1）若a=0，b =0，则c =______。
　　（2）若a=0.5，则b =______和c =______。
　　（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）：______，______。
　　分析 （1）将2 mol SO2和1 mol O2折合成SO3时为2 mol。
　　（2） 2SO2 + O2 2SO3
　　原配比（mol） 2 1 0
　　变 化（mol） 2-0.5 0.75 1.5
　　新配比（mol） 0.5 0.25 1.5
　　则有b =0.25， c =1.5。
　　（3） 2SO2 + O2 2SO3
　　原配比（mol） 2 1 0
　　变 化（mol） c c/2 c
　　新配比（mol） a b c
　　则有a + c =2，b + c/2=1。
　　将2 mol H2O和2 mol CO置于1 L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：2H2O(g) 2H2 + O2、2CO + O2 2CO2。
　　（1）当上述系统达到平衡时，欲求其混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是______和______，或______和______（填它们的分子式）。
　　（2）若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n(O2)平=a mol，n(CO2)平=b mol。试求n(H2O)平=______（用含a、b的代数式表示）。
　　分析 （1）本题涉及两个可逆反应，其中前一反应的一种产物O2是后一反应的反应物，在已知两反应的反应物H2O和CO起始浓度的情况下，要求平衡时混合气体的组成，还应已知平衡浓度的两种物质，可以是O2和其他任一物质，也可是各反应中任取一种除O2以外的物质，但不能是同一反应中与另一反应无关的两种物质，否则无法求解。
　　（2）设反应中消耗H2O 2 x mol，消耗CO 2 y mol，则有
　　2H2O(g) 2H2 + O2
　　起始（mol） 2 0 0
　　平衡（mol） 2 - 2 x 2 x x
　　2CO + O2 2CO2
　　起始（mol） 2 0 0
　　平衡（mol） 2 - 2 y y 2 y
　　根据题意 x – y = a mol，2 y = b mol ，解得 x = a + b/2，所以n(H2O)平=2 - 2（a + b/2）= 2 - 2a - b。
　　够不?

就是这个解释