- 化学平衡
- 共1514题
（2015秋•绵阳校级期中）在恒容密闭容器中通入X、Y、Z发生反应：2X（g）⇌Y（g）+C（s），已知温度T1＞T2，X的物质的量浓度c（X）随时间t变化曲线如图甲，速率变化如图乙，下列叙述不正确的是（ ）
A如图甲在T2线上，正反应速率：N点＞W点
B如图甲在T2下，在0～t1时间内的平均速率，v（X）=
C增加C的量，化学反应速率增大
D如图乙，t0时可能是加入了催化剂
正确答案
解析
解：A、温度T1＞T2，升高温度平衡正向移动，说明逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，所以W点的温度大于N点的温度，温度越高反应速率越快，即正反应速率：N点＜W点，故A错误；
B、T2下，在0～t1时间内，X的浓度变化为：c（X）=（a-b）mol/L，所以v（X））=
C、C是固体，增加C的量但浓度不变，所以化学反应速率不变，故C错误；
D、使用催化剂正、逆反应速率都变大，但平衡不移动，所以t0时可能是加入了催化剂，故D正确；
故选AC．
（2）反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）+2D（g），不同情况测得反应速率，其中反应速率最快的是______．（填序号）
①υ（D）=0.4mol/（L•s）②υ（C）=0.5mol/（L•s）
③υ（B）=0.6mol/（L•s）④υ（A）=0.15mol/（L•s）
正确答案
3X+Y 
0.05mol•（L•min）-1
②
解析
解：（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，
且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，则反应的化学方程式为：3X+Y 
故答案为：3X+Y
（2）反应速率的单位相同，用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，数值大的反应速率快
①、
②、
③、
④、
所以反应速率v（C）＞v（B）v（D）＞v（A）．
故选：②．
工业上用CO生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）．图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化．
请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线______（填：a或b）表示使用了催化剂；该反应属于______反应．
（2）下列说法正确的是______．
A．起始充入的CO为2mol B．增加CO浓度，CO的转化率增大
C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态 D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时，n（CH3OH）/n（CO）会减小
（3）从反应开始到建成平衡，v（H2）=______；该温度下CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的化学平衡常数值为______．若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P1、P2，且P1＜P2）．
（5）有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
A、CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+49.0kJ/mol
B、CH3OH（g）+
又知H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，请写出32g的CH3OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式______．
正确答案
解：（1）由图可知，曲线b降低了反应所需的活化能，则b使用了催化剂，又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，
故答案为：b；放热；
（2）A．由图2可知生成0.75mol/LCH3OH，则反应了0.75mol/LCO，平衡时有0.25mol/LCO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/l+0.25mol/L）×2L=2mol，故A正确；
B．增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故B错误；
C．该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故C正确；
D．再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大，故D错误；
故答案为：AC；
（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
则用CO表示的化学反应速率为
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075mol•L-1•min-1×2=0.15mol•L-1•min-1，
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
开始：1mol/L 2mol/L 0
转化：0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L
平衡：0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L
则化学平衡常数K=
正反应是放热反应温度越高K值越小，
故答案为：0.15mol•L-1•min-1；12 L2•mol-2；减小；
（4）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，则温度越高，逆向反应进行的程度越大，甲醇的含量就越低，压强增大，反应正向进行的程度大，则甲醇的含量高，甲醇百分含量随温度T变化如图为
（5）32g的CH3OH（g）即为1mol，
∵CH3OH（g）+
H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol ②
根据盖斯定律①-②×2得 CH3OH（g）+
故答案为：CH3OH（g）+
解析
解：（1）由图可知，曲线b降低了反应所需的活化能，则b使用了催化剂，又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，
故答案为：b；放热；
（2）A．由图2可知生成0.75mol/LCH3OH，则反应了0.75mol/LCO，平衡时有0.25mol/LCO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/l+0.25mol/L）×2L=2mol，故A正确；
B．增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故B错误；
C．该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故C正确；
D．再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大，故D错误；
故答案为：AC；
（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
则用CO表示的化学反应速率为
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075mol•L-1•min-1×2=0.15mol•L-1•min-1，
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
开始：1mol/L 2mol/L 0
转化：0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L
平衡：0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L
则化学平衡常数K=
正反应是放热反应温度越高K值越小，
故答案为：0.15mol•L-1•min-1；12 L2•mol-2；减小；
（4）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，则温度越高，逆向反应进行的程度越大，甲醇的含量就越低，压强增大，反应正向进行的程度大，则甲醇的含量高，甲醇百分含量随温度T变化如图为
（5）32g的CH3OH（g）即为1mol，
∵CH3OH（g）+
H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol ②
根据盖斯定律①-②×2得 CH3OH（g）+
故答案为：CH3OH（g）+
正确答案
解析
解：A、分析图象5s二氧化氮变化浓度=2mol/L-0.5mol/L=1.5mol/L，结合转化率概念计算=
B、依据反应是放热反应，在绝热恒容容器中，反应进行热量升高，反应速率增大，随反应进行二氧化氮浓度减小，反应为达到平衡，0-3s时v（NO2）增大是由于体系温度升高，故B正确；
C、3s时二氧化氮反应速率最大，但随时间变化，速率减小，在7s后二氧化氮浓度不变是平衡状态，3s此时不是平衡状态，故C错误；
D、9s时反应达到平衡状态，加入N2O4，平衡逆向进行，反应热量降低，平衡向放热分析进行，平衡常数增大，9s时再充入N2O4，平衡后K较第一次平衡时大，故D正确；
故选C．
请回答下列问题：
（1）实验1中，反应的化学方程式为______．
（2）实验2甲针筒内的现象是：有______生成，活塞______移动（填“向外”“向内”或“不”）．
（3）实验3中，甲中最后剩余的无色气体的体积是______mL，写出NO2与H2O反应的化学方程式______．
（4）实验4中，已知：3Cl2+2NH3═N2+6HCl．甲针筒除活塞有移动、针筒内有白烟产生外，气体的颜色由黄绿色变为无色，最后针筒内剩余气体的体积约为______mL．
正确答案
解：（1）NaOH和CO2物质的量分别为：0.001mol、0.001mol，物质的量比例为1：1，确定反应的化学方程式：NaOH+CO2=NaHCO3，故答案为：NaOH+CO2=NaHCO3；
（2）20mLH2S和10mLSO2反应2H2S+SO2=3S+2H2O，反应产生黄色固体硫和液态水，气体体积减小，针筒内压强减小，活塞自动向内移动，
故答案为：淡黄色固体；向内；
（3）甲中是30mL气体是NO2和N2O4的混合气体，主要是二氧化氮气体，乙中10mLH2O（l），由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知生成10mLNO，甲中最后剩余的无色气体是一氧化氮，NO2与H2O反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
故答案为：10；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（4）15molCl2，40mLNH3，混合发生反应
根据方程式可知：3Cl2+2NH3 ═N2 +6HCl；
3 2 1 6
15mol 10mol 5mol 30mol
剩余氨气物质的量为40mol-10mol=30mol；
由 NH3+HCl═NH4Cl
30mol 30mol
可知，生成的HCl与剩余的NH3反应生成NH4Cl，氯化氢和氨气恰好反应，Cl2的量最终完全反应．所以最后剩余的气体为氮气，物质的量为5mol，
故答案为：5．
解析
解：（1）NaOH和CO2物质的量分别为：0.001mol、0.001mol，物质的量比例为1：1，确定反应的化学方程式：NaOH+CO2=NaHCO3，故答案为：NaOH+CO2=NaHCO3；
（2）20mLH2S和10mLSO2反应2H2S+SO2=3S+2H2O，反应产生黄色固体硫和液态水，气体体积减小，针筒内压强减小，活塞自动向内移动，
故答案为：淡黄色固体；向内；
（3）甲中是30mL气体是NO2和N2O4的混合气体，主要是二氧化氮气体，乙中10mLH2O（l），由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知生成10mLNO，甲中最后剩余的无色气体是一氧化氮，NO2与H2O反应的化学方程式为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
故答案为：10；3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（4）15molCl2，40mLNH3，混合发生反应
根据方程式可知：3Cl2+2NH3 ═N2 +6HCl；
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15mol 10mol 5mol 30mol
剩余氨气物质的量为40mol-10mol=30mol；
由 NH3+HCl═NH4Cl
30mol 30mol
可知，生成的HCl与剩余的NH3反应生成NH4Cl，氯化氢和氨气恰好反应，Cl2的量最终完全反应．所以最后剩余的气体为氮气，物质的量为5mol，
故答案为：5．
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