- 化学平衡
- 共20016题
700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1＞t2）：
下列说法正确的是（ ）
A反应在t1min内的平均速率为v（H2）=
B保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O，到达平衡时，n（CO2）=0.40mol
C保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数减小
D温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
正确答案
解析
解：A．v（CO）=
B．CO与H2O按物质的量比1：1反应，充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O与充入1.20 mol CO和0.6mol H2O，平衡时生成物的浓度对应相同，t1min时n（CO）=0.8mol，n（H2O）=0.6mol-0.4mol=0.2mol，t2min时n（H2O）=0.2mol，说明t1min时反应已经达到平衡状态，根据化学方程式可知，则生成的n（CO2）=0.4mol，故B正确；
C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H2O转化率减小，H2O的体积分数会增大，故C错误；
D．t1min时反应已经达到平衡状态，此时c（CO）=
故选B．
在容积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应2A⇌B（g）+C（s），且达到化学平衡．当升高温度时容器内气体的密度增大．则下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、因温度升高，平衡向吸热的方向移动，若正反应是吸热反应，平衡正向移动，A为非气态，根据ρ=
B、因温度升高，平衡向吸热的方向移动，若正反应是放热反应，逆反应是吸热反应，平衡逆向移动，A为气态，根据ρ=
C、在平衡体系中加入少量C，由于C是固体，所以C的浓度不变，平衡不移动，故C错误；
D、无论A的状态如何，该反应2A（？）
故选：AB．
一定条件下，在体积一定的密闭容器中加入1mol N2和3mol H2发生反应：N2 （g）+3H2 （g）
正确答案
解析
解：A、降温化学反应速率减慢，故A错误；
B、合成氨是可逆反应，可逆反应的反应物不能完全转化为生成物，所以1mol N2和3mol H2发生反应生成的氨气少于2mol，故B错误；
C、增大浓度，反应速率加快，在体积一定的密闭容器中再加入 N2反应速率加快，故C正确；
D、反应放热，说明1mol N2和3mol H2的总能量高于2mol NH3的总能量，故D错误；
故选C．
（2015秋•桐城市校级期末）研究表明丰富的CO2完全可以作为新能源，解决当前应用最广泛的碳源（石油和天然气）到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环．
（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气．图表示恒压容器中0.5molCO2和1.5molH2转化率达80%时的能量变化示意图．
①能判断该反应向正反应方向进行的是：______
A．v正（H2）=3v逆（CH3OH）
B．容器中混合气体的密度变大
C．容器中压强不变
D.2个C=O断裂的同时有6个H-H形成
②上述反应其他条件保持不变，在恒容条件下进行，平衡时H2的转化率将______（填“变大”“变小”或“不变”）
③写出上述反应的热化学方程式：______
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
①该反应的△H______ 0（填“＜”“＞”或“=”）
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b的值：______（填具体值或取值范围）
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为2mol，则此时v正______v逆（填“＜”“＞”或“=”）
（3）甲醇在一定条件下能转化为甲醛，碘量滴定法是测定甲醛的化学方法之一，其原理是在碱性介质（NaOH）中，碘转化为次碘酸钠和碘化钠，后将溶液中游离的甲醛氧化为甲酸钠，经适当酸化后，剩余的次碘酸钠和碘化钠又生成碘，上述过程中甲醛参与的化学反应的离子方程式为：______．
正确答案
解：（1）由反应方程式：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O可知；
①A．v正（H2）=3v正（CH3OH）=3v逆（CH3OH），达平衡状态，故不符合；
B．容器中混合气体的密度变大，说明平均摩尔质量变大，平衡正向移动，故符合；
C．容器中压强不变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故不符合；
D.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂，是同一方向的变化，在任意状态下均成立，故不符合；故选B．
②上述反应其他条件保持不变，在恒容条件下进行，相当在恒压的基础上减小压强，平衡逆向移动，H2的转化率将变小，故答案为：变小；
③根据图1可知0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时放热23-3.4=19.6KJ，则该反应的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=-
（2）①650℃时，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：4 2 0 0
转化（mol）：1.6 1.6 1.6 1.6
平衡（mol）：2.4 0.4 1.6 1.6
所以K=
900℃时，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
转化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
由于反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数K=
②根据方程式可知，参加反应CO、水的物质的量相等，令其物质的量均为x，CO的转化率大于水蒸气的转化率，则
故答案为：0＜
③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
转化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
由于反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数K=
若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为2mol时，浓度均为1mol/L，此时浓度商Qc=
故答案为：＜；
（3）甲醛被氧化成甲酸，而碘酸根被还原成碘离子，所以离子方程式为：HCHO+IO-+OH-=HCOO-+I-+H2O，故答案为：HCHO+IO-+OH-=HCOO-+I-+H2O．
解析
解：（1）由反应方程式：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O可知；
①A．v正（H2）=3v正（CH3OH）=3v逆（CH3OH），达平衡状态，故不符合；
B．容器中混合气体的密度变大，说明平均摩尔质量变大，平衡正向移动，故符合；
C．容器中压强不变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故不符合；
D.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂，是同一方向的变化，在任意状态下均成立，故不符合；故选B．
②上述反应其他条件保持不变，在恒容条件下进行，相当在恒压的基础上减小压强，平衡逆向移动，H2的转化率将变小，故答案为：变小；
③根据图1可知0.5mol CO2和1.5mol H2转化率达80%时放热23-3.4=19.6KJ，则该反应的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=-
（2）①650℃时，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：4 2 0 0
转化（mol）：1.6 1.6 1.6 1.6
平衡（mol）：2.4 0.4 1.6 1.6
所以K=
900℃时，CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
转化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
由于反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数K=
②根据方程式可知，参加反应CO、水的物质的量相等，令其物质的量均为x，CO的转化率大于水蒸气的转化率，则
故答案为：0＜
③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），
开始（mol）：2 1 0 0
转化（mol）：0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol）：1.6 0.6 0.4 0.4
由于反应前后气体的体积不变，用物质的量代替浓度计算平衡常数，故平衡常数K=
若900℃时，在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为2mol时，浓度均为1mol/L，此时浓度商Qc=
故答案为：＜；
（3）甲醛被氧化成甲酸，而碘酸根被还原成碘离子，所以离子方程式为：HCHO+IO-+OH-=HCOO-+I-+H2O，故答案为：HCHO+IO-+OH-=HCOO-+I-+H2O．
正确答案
解析
解：由左图知，温度T1为先到达平衡，故T1＞T2，升高温度，B%减小，则平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应，即△H＞0；由右图可知，压强为P2先到达平衡，故P2＞P1，增大压强，B%减小，则平衡向正反应移动，增大压强平衡向体积减小的方向移动，故m+n＞p，
由上述分析可知T1＞T2，p1＜p2，m+n＞p，Q＞0
故选D．
已知：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）；该反应是一个可逆反应，正反应是放热反应．若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．正反应是放热反应，升高温度，先到达平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡时NO的含量减少，图象与实际相符合，故A正确；
B．正反应是气体体积增大的反应，增大压强，先到达平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡时NO的含量减少，图象与实际相符合，故B正确；
C．正反应是放热反应，升高温度，先到达平衡，平衡向逆反应方向移动，平衡时NO的含量减少，图象中达到平衡的时间与实际不相符合，故C错误；
D．催化剂能改变化学反应速率但不影响化学平衡，正催化剂能加快反应速率缩短反应到达平衡的时间，故D正确．
故选C．
在一定条件下，密闭容器中发生下列反应达到化学平衡：2NO2（g）⇌N2O4（g） （放热反应）
（1）如果升高温度，平衡向______移动，达新平衡后混合物的颜色将变______．
（2）如果加入一定量的NO2平衡将向______移动．
（3）如果使密闭容器的休积缩小，平衡将向______移动．
正确答案
解：（1）2NO2（g）⇌N2O4（g） （放热反应），升高温度，化学平衡向着吸热方向进行，即逆向进行，二氧化氮浓度增加，颜色加深，故答案为：左；深；
（2）加入一定量的NO2相当于增大压强，平衡正向移动，故答案为：右；
（3）使密闭容器的休积缩小，相当于增大压强，平衡正向移动，故答案为：右．
解析
解：（1）2NO2（g）⇌N2O4（g） （放热反应），升高温度，化学平衡向着吸热方向进行，即逆向进行，二氧化氮浓度增加，颜色加深，故答案为：左；深；
（2）加入一定量的NO2相当于增大压强，平衡正向移动，故答案为：右；
（3）使密闭容器的休积缩小，相当于增大压强，平衡正向移动，故答案为：右．
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）=______mol/（L•min）．H2的转化率为______．
②下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是______．
A、升高温度 B、充入He（g），使体系压强增大
C、将H2O（g）从体系中分离 D、再充入1mol CO2和3mol H2
E、使用催化剂 F、缩小容器体积
（2）①反应进行到3分钟时，同种物质的v正 与v逆的关系：v正______v逆 （填＞，=，＜）
②上述反应平衡常数的表达式为______，经计算该温度下此反应平衡常数的数值为______．
正确答案
解：（1）①由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，由方程式CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O可知，氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25mol/L，故v（H2）=
参加反应的氢气的物质的量为0.75mol/L×1L=0.75mol，故氢气的转化率为
故答案为：0.225，75%；
②使n（CH3OH）/n（CO2）应采取措施，使平衡向正反应移动，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量，
A、该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，故A错误，
B、充入He（g），使体系压强增大，容器的容积不变，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故B错误，
C、将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C正确，
D、再充入1mol CO2和3mol H2，等效为增大压强，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故D正确；
E、使用催化剂，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故E错误，
F、缩小容器体积，增大压强，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故F正确，
故答案为：CDF；
（2）①由图可知反应进行3min时，反应未到达平衡，此后二氧化碳的浓度降低、甲醇的浓度增大，反应向正反应进行，故v正＞v逆，
故答案为：＞；
②反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数k=
由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，则：
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：1 3 0 0
变化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.75 0.75
故该温度下平衡常数k=
故答案为：
解析
解：（1）①由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，由方程式CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O可知，氢气的浓度变化等于甲醇的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25mol/L，故v（H2）=
参加反应的氢气的物质的量为0.75mol/L×1L=0.75mol，故氢气的转化率为
故答案为：0.225，75%；
②使n（CH3OH）/n（CO2）应采取措施，使平衡向正反应移动，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量，
A、该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，故A错误，
B、充入He（g），使体系压强增大，容器的容积不变，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故B错误，
C、将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C正确，
D、再充入1mol CO2和3mol H2，等效为增大压强，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故D正确；
E、使用催化剂，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故E错误，
F、缩小容器体积，增大压强，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故F正确，
故答案为：CDF；
（2）①由图可知反应进行3min时，反应未到达平衡，此后二氧化碳的浓度降低、甲醇的浓度增大，反应向正反应进行，故v正＞v逆，
故答案为：＞；
②反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数k=
由图可知，10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，则：
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：1 3 0 0
变化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.75 0.75
故该温度下平衡常数k=
故答案为：
在固定容积的密闭容器中，有可逆反应nA（g）+mB（g）⇌pC（g）处于平衡状态（已知n+m＞p，△H＞0）．升高温度时
正确答案
减小
不变
减小
不变
增大
解析
解：△H＞0，说明正反应吸热，升高温度，平衡向正反应方向移动，则c（B）/c（C）的比值减小，由于气体的质量不变，容器的体积不变，则气体的密度不变，降温时，平衡向逆反应方向移动，因n+m＞p，则混合气体的平均相对分子质量减小，加入催化剂，平衡不移动，则气体的总物质的量不变，充入C，平衡逆向移动，A、B的物质的量增大，
故答案为：减小；不变；减小；不变；增大．
（1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，进行如下实验：
某温度下，在容积为2L的密闭容器中，充入1mol CO2和3.25mol H2，在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物质的量（n）随时间变化如右图所示：
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______．
②下列措施中一定不能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的是：______．
A．降低温度 B．缩小容器的容积 C．将水蒸气从体系中分离 D．使用更有效的催化剂
（2）常温常压下，饱和CO 2水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×l0-5mol•L-1．若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3⇌HCO3-+H+的电离平衡常数K=______．（已知：10 -5.6=2.5×l0-6）．
（3）标准状况下，将1.12LCO2通入100mL 1mol•L-1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为______；
（4）如图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示
b处电极上发生的电极反应是：______．
（5）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为______．
正确答案
解：（1）①反应的方程式为CO2+3H2═CH3OH+H2O，反应中v（H2）=3v（CO2）=
故答案为：0.1125mol/（L•min）；
②A、该反应的反应热未知，所以无法判断，故A错误；
B、缩小容器的容积，则压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，n（CH3OH）增大，n（CO2）减小，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故B错误；
C、将水蒸气从体系中分离，平衡向正反应方向移动，n（CH3OH）增大，n（CO2）减小，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C错误；
D、使用更有效的催化剂，缩短到达平衡的时间，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故D正确．
故答案为：D；
（2）K（H2CO3）=
（3）1.12LCO2通入100mL1mol/L的NaOH溶液反应后生成0.05molNa2CO3，CO32-水解，溶液呈碱性，溶液呈碱性，则c（OH-）＞c（H+），
盐水解程度较小，则c（CO32-）＞c（OH-），水中OH-来源于CO32-水解及水的电离，则（OH-）＞c（HCO3-），水的电离程度很小c（HCO3-）＞c（H+），
故为c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）；
（4）在碱性电解质溶液中通入乙醇，乙醇应为原电池的负极，发生氧化反应，乙醇被氧化为CO32-离子，氧气在正极通入，被还原为OH-，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：乙醇；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（5）等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合时，碳酸钠溶液的浓度变为1×10-4mol/L，根据溶度积常数计算，c（Ca2+）=
故答案为：5.6×10-5mol/L．
解析
解：（1）①反应的方程式为CO2+3H2═CH3OH+H2O，反应中v（H2）=3v（CO2）=
故答案为：0.1125mol/（L•min）；
②A、该反应的反应热未知，所以无法判断，故A错误；
B、缩小容器的容积，则压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，n（CH3OH）增大，n（CO2）减小，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故B错误；
C、将水蒸气从体系中分离，平衡向正反应方向移动，n（CH3OH）增大，n（CO2）减小，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故C错误；
D、使用更有效的催化剂，缩短到达平衡的时间，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，故D正确．
故答案为：D；
（2）K（H2CO3）=
（3）1.12LCO2通入100mL1mol/L的NaOH溶液反应后生成0.05molNa2CO3，CO32-水解，溶液呈碱性，溶液呈碱性，则c（OH-）＞c（H+），
盐水解程度较小，则c（CO32-）＞c（OH-），水中OH-来源于CO32-水解及水的电离，则（OH-）＞c（HCO3-），水的电离程度很小c（HCO3-）＞c（H+），
故为c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（HCO3-）＞c（H+）；
（4）在碱性电解质溶液中通入乙醇，乙醇应为原电池的负极，发生氧化反应，乙醇被氧化为CO32-离子，氧气在正极通入，被还原为OH-，正极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-，
故答案为：乙醇；O2+4e-+2H2O=4OH-；
（5）等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合时，碳酸钠溶液的浓度变为1×10-4mol/L，根据溶度积常数计算，c（Ca2+）=
故答案为：5.6×10-5mol/L．
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