- 化学平衡
- 共20016题
工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对生态系统造成很大的损害，其中还原沉淀法是常用的一种处理方法．流程如下：CrO
正确答案
解析
解：A．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同取决于起始浓度和转化，不能判断平衡，故A错误；
B．加入适量稀硫酸后，氢离子浓度增大，平衡右移，溶液变橙色，有利于CrO42-的消耗，故B错误；
C．氢氧化铝只溶于强酸强碱，不溶于弱酸弱碱，故C错误；
D．Cr2O
故选：D．
一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（s）．2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol/L．下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（s）．2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.2mol/L．
3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（s）
起始量（mol） 3 1 0 0
变化量（mol） 1.2 0.4 0.4x 0.8
平衡量（mol） 1.8 0.6 0.4x 0.8
A、平衡浓度为c（A）=0.9mol/L，c（B）=0.3mol/L，c（C）=0.2mol/L，该条件下此反应的化学平衡常数=
B、A的平均反应速率=
C、B的转化率=
D、反应生成物中含有固体，密度等于气体质量除以体积，所以若混合气体的密度不再改变时，该反应一定达到平衡状态，故D错误；
故选AC．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、催化剂有选择性，所以钯催化剂能不催化所有类型的有机反应，故错误．
B、一氧化碳中毒的反应原理为：CO+Hb•O2⇌O2+Hb•CO，当增大氧气的浓度时，使化学反应平衡向逆反应方向移动，从而使一氧化碳和血红蛋白分离而解毒，所以符合勒夏特列原理，故正确．
C、杀菌消毒用的是医用酒精（75%），不是无水乙醇，故错误．
D、加碘食盐中的碘是碘酸钾中的碘元素不是单质碘，故错误．
故选B．
已知N2+3H2⇌2NH3△H＜O，反应速率为V1；2HI⇌H2+I2△H＞O，反应速率为V2．对于上述两个可逆反应，当升高温度时，V1和V2的变化情况为（ ）
正确答案
解析
解：无论化学反应是放热反应还是吸热反应，只要升高温度，化学反应速率就一定增大，但升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故选A．
对于可逆反应A（g）+2B（g）⇌2C（g）△H＞0，下列图象中正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．增大压强，平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故A错误；
B．正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，A的百分含量减小，故B错误；
C．升高温度，反应速率增大，达到平衡所用时间较少，图象不符合，故C错误；
D．升高温度，反应速率增大，达到平衡所用时间较少，平衡向正反应方向移动，A的含量减小，故D正确．
故选D．
中科院大连化学物理研究所的“煤基甲醇制取低碳烯烃技术（简称DMTO）”荣获2014年度国家技术发明一等奖．DMTO技术主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段，相关反应的热化学方程式如下：
（i） 煤气化制合成气：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）
（ii） 煤液化制甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
（iii）甲醇制取低碳烯烃：2CH3OH（g）⇌C2H4（g）+2H2O（g）△H=-11.72kJ•mol-1…（a）
3CH3OH（g）⇌C3H6（g）+3H2O（g）△H=-30.98kJ•mol-1…（b）
回答下列问题：
（1）已知：C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1，
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.0kJ•mol-1
反应（i）能自发进行的条件是______（填“高温”、“低温”或“任何温度”）．
（2）反应（ii）中以氢碳[n（H2）：n（CO）]投料比为2制取甲醇，温度、压强与CO的平衡转化率关系如图1．
①对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则A点时反应（ii）的Kp=______（保留两位有效数字，分压=总压×物质的量分数）．
②比较P1______P2，Kp（Q）______Kp（R）（填“大于”、“小于”或“等于”）．
③工业上常以铜基催化剂，压强5MPa，温度275℃下发生反应（ii），CO转化率可达到40%左右．为提高CO转化率除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有______、______（写出2个）．
④若反应（ii）在恒容密闭容器内进行，T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示；不改变其他条件，假定t2时刻迅速降温到T2，t3时刻体系重新达到平衡．试在图中画出t2时刻后甲醇浓度随时间变化趋势图（在图2中标出t3）．
（3）烯烃化阶段：在常压和某催化剂作用下，甲醇的平衡转化率及乙烯、丙烯等物质的选择性（指除了水蒸气以外的产物中乙烯、丙烯等物质的物质的量分数）与反应温度之间的关系如图3．为尽可能多地获得乙烯，控制反应温度为550℃的理由是______．
正确答案
解：（1）已知：①C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1，
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.0kJ•mol-1，
根据盖斯定律可知①+②得C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+172.5kJ•mol-1-41.0kJ•mol-1=+131.5kJ•mol-1＞0，反应（i）△S＞0，高温时G=△H-T•△S＜0反应自发，
故答案为：高温；
（2）①A点CO的转化率为0.5，假设加入1molCO、2molH2，则
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
初始：1mol 2mol 0
转化：0.5mol 1mol 0.5mol
平衡：0.5mol 1mol 0.5mol
p（CO）=5MPa×
p（H2）=5MPa×
p（CH3OH）=5MPa×
Kp=
故答案为：0.16；
②150℃时，Q点比R点对应的CO的转化率大，平衡正向移动CO的转化率增大，而压强增大，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡正向移动，说明P1＞P2；Kp只受温度的影响，Q点和R点对应的温度都是150℃，因此Kp（Q）=Kp（R），
故答案为：小于；等于；
③A点对应的温度为250℃，CO的抓化率为50%，275℃下CO转化率可达到40%左右，说明升高温度，平衡逆向移动，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，因此降低温度有利于增大CO的转化率，增大压强，平衡正向移动，有利于增大CO的转化率，
故答案为：升高温度；增大压强；
④反应（ii）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，t2时降低温度，平衡正向移动，甲醇的浓度增大，直至t3时达到新的平衡时保持不变，对应的图象为
故答案为：
（3）为尽可能多地获得乙烯，要综合考虑甲醇的平衡转化率和乙烯的物质的量分数，550℃时甲醇的平衡转化率仍处于较高水平，而且此温度下产物中乙烯的物质的量分数最大，
故答案为：550℃时甲醇的平衡转化率仍处于较高水平且产物中乙烯的物质的量分数最大．
解析
解：（1）已知：①C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H=+172.5kJ•mol-1，
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=-41.0kJ•mol-1，
根据盖斯定律可知①+②得C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+172.5kJ•mol-1-41.0kJ•mol-1=+131.5kJ•mol-1＞0，反应（i）△S＞0，高温时G=△H-T•△S＜0反应自发，
故答案为：高温；
（2）①A点CO的转化率为0.5，假设加入1molCO、2molH2，则
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
初始：1mol 2mol 0
转化：0.5mol 1mol 0.5mol
平衡：0.5mol 1mol 0.5mol
p（CO）=5MPa×
p（H2）=5MPa×
p（CH3OH）=5MPa×
Kp=
故答案为：0.16；
②150℃时，Q点比R点对应的CO的转化率大，平衡正向移动CO的转化率增大，而压强增大，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡正向移动，说明P1＞P2；Kp只受温度的影响，Q点和R点对应的温度都是150℃，因此Kp（Q）=Kp（R），
故答案为：小于；等于；
③A点对应的温度为250℃，CO的抓化率为50%，275℃下CO转化率可达到40%左右，说明升高温度，平衡逆向移动，CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，因此降低温度有利于增大CO的转化率，增大压强，平衡正向移动，有利于增大CO的转化率，
故答案为：升高温度；增大压强；
④反应（ii）CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，t2时降低温度，平衡正向移动，甲醇的浓度增大，直至t3时达到新的平衡时保持不变，对应的图象为
故答案为：
（3）为尽可能多地获得乙烯，要综合考虑甲醇的平衡转化率和乙烯的物质的量分数，550℃时甲醇的平衡转化率仍处于较高水平，而且此温度下产物中乙烯的物质的量分数最大，
故答案为：550℃时甲醇的平衡转化率仍处于较高水平且产物中乙烯的物质的量分数最大．
光谱研究表明，易溶于水的S02所形成的溶液中存在着下列平衡：
据此，下列判断中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、因为该反应是可逆反应，所以达到平衡后反应物和生成物共同存在于体系中，即存在SO2分子，故A正确；
B、因溶液中H+的来源有3个方面，即水的电离、SO2•xH2O和HSO3-的电离，因此溶液中H+浓度不一定是SO32-浓度的2倍，故B错误；
C、SO2是一种还原性气体，若加入的酸是氧化性酸，SO2将被氧化成硫酸而不会放出SO2气体，当加入非氧化性酸，平衡逆向移动，有气体放出，故C错误；
D、NaHSO3是一种酸式盐可以与NaOH反应，因氢氧化钠过量，则方程式为NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O，则不存在NaHSO3，故D错误；
故选：A．
（1）当温度T＜T0时，v正______v逆；
（2）当温度T=T0时，v正______v逆；
（3）该反应的正反应是______热反应，其判断依据是______．
正确答案
解：（1）T0时Z%达到最大，说明此时处于平衡状态，则：v正=v逆，所以当温度T＜T0时，反应向着正向移动，v正＞v逆，
故答案为：＞；
（2）当温度T=T0时，根据图象可知，T0时Z%达到最大，说明此时处于平衡状态，则：v正=v逆，
故答案为：=；
（3）根据图象曲线变化可知，当温度T＞T0时，Z%减小，说明平衡向着逆向移动，逆反应方向为吸热反应，则该反应一定为放热反应，
故答案为：达到平衡状态后升高温度，Z%减小，说明平衡向着逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应．
解析
解：（1）T0时Z%达到最大，说明此时处于平衡状态，则：v正=v逆，所以当温度T＜T0时，反应向着正向移动，v正＞v逆，
故答案为：＞；
（2）当温度T=T0时，根据图象可知，T0时Z%达到最大，说明此时处于平衡状态，则：v正=v逆，
故答案为：=；
（3）根据图象曲线变化可知，当温度T＞T0时，Z%减小，说明平衡向着逆向移动，逆反应方向为吸热反应，则该反应一定为放热反应，
故答案为：达到平衡状态后升高温度，Z%减小，说明平衡向着逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应．
（1）关于该反应的下列说法中，其△H______0．（填“大于”、“小于”或“等于”），且在______（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（2）该反应平衡常数K的表达式为______．
（3）温度降低，平衡常数K______（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）若为两个容积相同的密闭容器，现向甲容器中充入1mol CO2（g）和3mol H2（g），乙容器中充入1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g），在相同的温度下进行反应，达到平衡时，甲容器内n（CH3OH）______（填“大于”“小于”或“等于”）乙容器内n（CH3OH）．
（5）已知：
CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-116kJ•mol-1；
CO（g）+
H2（g）+
写出CH3OH燃烧生成CO2和水蒸气的热化学方程式______．
（6）以甲醇和氧气为燃料，氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池．
①负极的电极反应式为______．
②若以石墨为电极，电解硫酸铜溶液，写出电解的总反应方程式______．若以此燃料电池电解200mL 0.8mol/L的硫酸铜溶液，当消耗1.6甲醇时，在阴极会析出______g铜．
正确答案
小于
较低
K=
增大
等于
2CH3OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1302kJ/mol
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
2Cu2++2H2O
9.6
解析
解：（1）根据图象知，生成物能量小于反应物能量，所以该反应的正反应是放热反应，则△H＜0，该反应的正反应是放热反应，所以降低温度有利于平衡向正反应方向移动，故答案为：小于；较低；
（2）K=
（3）该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，所以生成物浓度增大，反应物浓度减小，则化学平衡常数增大，故答案为：增大；
（4）采用一边倒的方法知，二者为等效平衡，所以两个容器内达到平衡状态时，甲容器内n（CH3OH）等于乙容器内n（CH3OH），故答案为：等于；
（5）①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-116kJ•mol-1；
②CO（g）+
③H2（g）+
将方程式2②+4③-2①得2CH3OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=2（-283kJ•mol-1）+4（-242kJ•mol-1）-2（-116kJ•mol-1）=-1302kJ/mol，
故答案为：2CH3OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1302kJ/mol；
（6）①甲醇燃料电池中，负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O，故答案为：CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O；
②用石墨电解硫酸铜溶液时，阴极上铜离子放电，阳极上氢氧根离子放电，电池反应式为2Cu2++2H2O
故答案为：2Cu2++2H2O
在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=______．
（2）该反应为______反应（选填吸热、放热）．
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是______（多选扣分）．
a．混合气体中c（N2）不变
b． c（N2）=c（H2）=c（NH3）
c．v正（H2）=v逆（NH3）
d．容器中压强不变
e．容器内N2、H2、NH3的物质的量之比1：3：2
f．单位时间消耗0.1moN2同时消耗0.2mol NH3
（4）为使该反应的正反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是______．
a、及时分离出NH3气体
b、适当升高温度
c、增大H2的浓度
d、选择高效的催化剂．
正确答案
放热
a、d、f
c
解析
解：（1）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H＜0，平衡常数计算表达式为=
（2）依据图表数据分析，温度升高，平衡常数减小，则平衡逆向进行，反应是放热反应，故答案为：放热；
（3）平衡标志最根本的依据是正反应速率等于逆反应速率，反应混合物中各组分的含量保持不变；
a、混合气体中c（N2）不变，则说明达平衡，故a符合；
b、c（N2）=c（H2）=c（NH3），只能说明反应某一时刻，不能说明反应达到平衡，故b不符合；
c．速率之比等于系数之比，2VH2（正）=3VNH3（逆），说明氨气的正反应速率等于氨气的逆反应速率，反应达到平衡，v正（H2）=v逆（NH3）不能说明反应达到平衡，故c不符合；
d．溶器内压强保持不变，反应前后气体体积减小，压强不变，说明平衡不变，故d符合；
e．容器内N2、H2、NH3的物质的量之比1：3：2，只能说明反应某一时刻，不能说明反应达到平衡，故e不符合；
f．单位时间消耗0.1moN2相当于生成0.2mol NH3同时消耗0.2mol NH3，说明氨气的正反应速率等于氨气的逆反应速率，反应达到平衡，故f符合；
故答案为：a、d、f；
（4）a、及时分离出NH3气体平衡向右移动，但反应速率减小，故错误；
b、适当升高温度反应速率增大但平衡向逆反应方向移动，故错误；
c、增大H2的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故正确；
d、选择高效的催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故错误；
故选c．
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