- 化学平衡
- 共20016题
二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚．请回答下列问题：
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为：______．
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ•mol-1
③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1
写出水煤气直接合成二甲醚同时生成CO2的热化学反应方程式______．
（3）一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是______．
a．高温高压 b．低温低压 c．减少CO2的浓度
d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚 f．加入催化剂
（4）已知反应②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）某温度下的平衡常数为400．此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
比较此时正、逆反应速率的大小：v正______v逆（填“＞”、“＜”或“=”），若上述情况达到平衡，此时c（CH3OH）=______．
正确答案
解：（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H2的过程：C+H2O
（2）①2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ•mol-1
③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1
由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol，所以热化学方程式为：3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol，
故答案为：3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol；
（3）一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，应使平衡向正反应方向移动，可减少CO2的浓度或分离出二甲醚，由于反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率减小，催化剂不影响平衡移动，而增加CO的浓度，CO的转化率反而减小，所以减少CO2的浓度和分离出二甲醚平衡正向移动，CO的转化率增大，故选：ce；
（4）Qc=
2CH3OH（g）≒CH3OCH3（g）+H2O（g）
某时刻浓度（mol•L-1）：0.44 0.6 0.6
转化浓度（mol•L-1）：2x x x
平衡浓度（mol•L-1）：0.44-2x 0.6+x 0.6+x
K=
故平衡时c（CH3OH）=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L，
故答案为：＞；0.04mol/L．
解析
解：（1）煤的气化是利用煤与水蒸气高温条件小反应，生成CO和H2的过程：C+H2O
（2）①2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1
②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=-23.5kJ•mol-1
③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-41.3kJ•mol-1
由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式，则△H=-90.8kJ/mol×2-23.5kJ/mol-41.3kJ/mol=-246.4kJ/mol，所以热化学方程式为：3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol，
故答案为：3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol；
（3）一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，应使平衡向正反应方向移动，可减少CO2的浓度或分离出二甲醚，由于反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，转化率减小，催化剂不影响平衡移动，而增加CO的浓度，CO的转化率反而减小，所以减少CO2的浓度和分离出二甲醚平衡正向移动，CO的转化率增大，故选：ce；
（4）Qc=
2CH3OH（g）≒CH3OCH3（g）+H2O（g）
某时刻浓度（mol•L-1）：0.44 0.6 0.6
转化浓度（mol•L-1）：2x x x
平衡浓度（mol•L-1）：0.44-2x 0.6+x 0.6+x
K=
故平衡时c（CH3OH）=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L，
故答案为：＞；0.04mol/L．
在容积一定的密闭容器中，反应A（？）+B（g）⇌C（g）+D（g）达到平衡后，升高温度容器内气体的密度增大，则下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：达到化学平衡后，升高温度，容器内气体的密度增大，说明气体的质量增大，如平衡向正反应方向移动，则A应为非气态，正反应为吸热反应，
A、正反应为吸热反应，故A错误；
B、A不是气态物质，加入A该平衡不移动，故B错误；
C、加入A该平衡不移动，故C正确；
D、正反应是气体体积缩小的反应，所以改变压强对该平衡的移动有影响，故D错误；
故选C．
（2015春•娄底期末）在一定条件下，可逆反应：mA+nB⇌pC达到平衡，若：
（1）A、B、C都是气体，减少压强，平衡向正反应方向移动，则m+n和p的关系是______．
（2）A、C是气体，增加B的量，平衡不移动，则B为______态．
（3）A、C是气体，而且m+n=p，增大压强可使平衡发生移动，则平衡移动的方向是______．
（4）加热后，可使C的质量增加，则正反应是______反应（填“放热”或“吸热”）．
正确答案
＜
固或液
逆反应方向
吸热
解析
解：（1）因减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，所以m+n＜p，故答案为：＜；
（2）增加B的量，平衡不移动，说明B的浓度不变，可以是液体也可以是固体，故答案为：固或液；
（3）因增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，A、C是气体，而且m+n=p，所以B不是气体，则m＜p，即平衡移动的方向是逆反应方向，故答案为：逆反应方向；
（4）因温度升高，平衡向吸热的方向移动，C的质量增加，说明正反应是吸热反应，故答案为：吸热．
对于可逆反应：2A（g）+B（g）⇌xC（g）△H，达平衡后，下列说法正确的是（ ）（注：a表示转化率）
正确答案
解析
解：A、增加A（g）的质量，平衡正向移动，本身转化率降低，而另一反应物转化率升高，即a（A）降低，a（B）升高，故A正确；
B、其他条件不变情况下，增加压强，a（A）升高，平衡正向移动，则x＜3，故B错误；
C、升高温度，a（A）降低，平衡逆向移动，则△H＜0，故C错误；
D、其他条件不变情况下，加入催化剂，则平衡不移，故D错误；
故选：A．
在体积固定的密闭容器中通入各为1mol的A、C、D和x mol B，发生反应：A（g）+4B（g）⇌2C（g）+D（g）．当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使反应达到平衡时保持容器中气体总物质的量为5mol．若使起始反应向正反应方向进行，则x的取值范围下列适合的是（ ）
正确答案
解析
解：调节反应器的温度，使反应达到平衡时保持容器中气体总物质的量为5mol，且需要化学反应向着正反应方向进行，正反应方向是气体物质的量减小的方向，所以需要3+x＞5，即x＞2，设化学反应发生后，消耗的A的物质的量是n，则
A（g）+4B（g）⇌2C（g）+D（g）
初始量：1 x 1 1
变化量：n 4n 2n n
末态量：1-n x-4n 1+2n 1+n
所以1-n+x-4+1+2n+1+n=5，x=2+2n
根据可逆反应中，反应物不能完全转化，所，0＜n＜1，代入x=2+2n得到x＜4，综上可以知道，x的范围是2＜x＜4．
故选B．
在恒温密闭容器中制备特种陶瓷的原料MgO：
MgSO4（s）+CO（g）⇌MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）-Q，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、反应中，固体量的增减不会引起化学平衡的移动，所以加入硫酸镁固体，平衡布移动，故A错误；
B、根据气体的平均分子量M=
C、增大反应物的浓度，反应速率加快，正逆反应速率迅速加快，逆反应速率在原来基础上加快，故C正确；
D、可逆反应的特点：不能进行彻底，所以1mol MgSO4和1mol CO反应，达到平衡时吸收热量小于Q，故D错误．
故选BC．
设C+CO2⇌2CO；（正反应为吸热反应；反应速率为v1），2SO2+O2⇌2SO3；（正反应为放热反应；反应速率为v2），对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（ ）
正确答案
解析
解：因温度对化学反应速率的影响为升高温度，化学反应速率加快，对于可逆反应来说，升高温度无论是正反应反应速率还是逆反应化学反应速率都加快，
故选A．
下列推论错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、因铝的表面有一层致密的Al2O3能与硫酸反应得到盐和水，无氢气放出，发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2（S04）3+3H2O，故A正确；
B、在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，且后者为主要因素，故B正确；
C、反应不是可逆反应，随反应进行反应放热对速率的影响比浓度减少的影响大，当t=c时温度影响最大，t＞c时温度影响不是主要因素，浓度减少是主要因素，故C错误；
D、随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小，故D正确．
故选C．
在一定温度下，可逆反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）+Q（Q＞0）达到平衡，
（1）当温度升高时（其它条件不变），混合气体的颜色______（选填“变深”、“变浅”或“不变”下同），混合气体的密度______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（2）当减小压强时（温度不变），混合气体的颜色______，混合气体密度______．
（3）恒容条件下，充入一定量He，化学平衡______移动，混合气体的颜色______．
（4）恒压条件下，充入一定量He，化学平衡______移动，混合气体的颜色______．
正确答案
解：（1）正反应是放热反应，当温度升高时，平衡（其它条件不变）逆向移动，混合气体的浓度变大，颜色变深；其它条件不变，混合气体的质量不变，混合气体的密度不变，故答案为：变深；不变；
（2）当减小压强时（温度不变），体积变大，混合气体的质量不变，碘蒸气的浓度变小，混合气体的颜色变浅，混合气体的密度变小，故答案为：变浅；变小；
（3）恒容条件下，充入一定量He，反应体系各物质的浓度不变，化学平衡不移动，混合气体的颜色不变，故答案为：不；不变；
（4）恒压条件下，充入一定量He，体积变大，相当于减小压强，两边的气体计量数相等，化学平衡不移动，混合气体的颜色的变浅，故答案为：不；变浅．
解析
解：（1）正反应是放热反应，当温度升高时，平衡（其它条件不变）逆向移动，混合气体的浓度变大，颜色变深；其它条件不变，混合气体的质量不变，混合气体的密度不变，故答案为：变深；不变；
（2）当减小压强时（温度不变），体积变大，混合气体的质量不变，碘蒸气的浓度变小，混合气体的颜色变浅，混合气体的密度变小，故答案为：变浅；变小；
（3）恒容条件下，充入一定量He，反应体系各物质的浓度不变，化学平衡不移动，混合气体的颜色不变，故答案为：不；不变；
（4）恒压条件下，充入一定量He，体积变大，相当于减小压强，两边的气体计量数相等，化学平衡不移动，混合气体的颜色的变浅，故答案为：不；变浅．
某密闭容器中发生如下反应：2X（g）+Y（g）⇌Z（g）；△H＜0 如图表示该反应的速率（v）随时间（t）变化的关系图，t2、t3、t5 时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的用量．则下列说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动．该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是改变压强，故改变条件为使用催化剂；
t3时刻，改变体积，正、逆反应速率降低，且正反应速率降低更多，平衡向逆反应移动．该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡向正反应移动，故不可能为降低温度，该反应正反应是气体体积减小的反应，减小压强平衡向逆反应移动，故改变条件为减小压强；
t5时刻，改变条件，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率增大更多，平衡向逆反应移动．该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，不可能是改变压强，该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，故改变条件为升高温度；
A、t3 时减小了压强，故A正确；
B、t5改变条件为升高温度，故B错误；
C、由上述分析可知，t2时刻，使用催化剂，平衡不移动，X的转化率不变，t3时刻，减小压强，平衡向逆反应移动，X的转化率降低，t5时刻，升高温度，平衡向逆反应移动，X的转化率继续降低，故在t6时刻，X的转化率最低，故C错误；
D、正反应为放热反应，t5改变条件为升高温度，平衡常数减小，t1-t2 时该反应的平衡常数大于t6时反应的平衡常数，故D正确；
故选BC．
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