- 化学平衡
- 共20016题
①当温度由T1变化到T2时，平衡常数关系K1______K2（填“＞”，“＜”或“=”），焓变△H______0．（填“＞”或“＜”）
②该反应在T1温度下5.00min达到平衡，这段时间内N2的化学反应速率为______．
③T1温度下该反应的化学平衡常数K1=______．
（2）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温常压和光照条件下N2在催化剂表面与水发生反应：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），此反应的△S______0（填“＞”或“＜”）．若已知：N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=a kJ/mol 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=b kJ/mol 2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）的△H=______（用含a、b的式子表示）．
（3）科学家采用质子高导电性的SCY陶瓷（可传递H+）实现了低温常压下高转化率的电化学合成氨，其实验
原理示意图如图2所示，则阴极的电极反应式是______．
正确答案
＞
＜
8.00×10-3mol/（L•min）
18.3L2/mol2
＞
（2a-3b）kJ/mol
N2+6e-+6H+=2NH3
解析
解：（1）①由图可知，温度越高，平衡时NH3的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，故平衡常数KA＞KB，温度越高，K值越小，所以正反应是放热反应，故答案为：＞；＜；
②令参加反应的氮气的物质的量为nmol，则：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）
开始（mol）：1 3 0
变化（mol）：n 3n 2n
平衡（mol）：1-n 3-3n 2n
所以所以
故答案为：8.00×10-3mol/（L•min）；18.3L2/mol2；
（2）2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），气体物质的量增加熵增，因为①N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=a kJ/mol；②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=b kJ/mol，根据盖斯定律可知，目标反应为2①-3②，所以△H=（2a-3b）kJ/mol，故答案为：＞；（2a-3b）kJ/mol；
（3）阴极是氮气得电子发生还原反应，所以电极反应方程式为：N2+6e-+6H+=2NH3，故答案为：N2+6e-+6H+=2NH3．
（1）向CH3COOH水溶液中加入适量NaCl溶液，平衡CH3COOH⇌H++CH3COO-将向______（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）移动，达到新的平衡状态时，溶液中c（CH3COO-）与原平衡时相比______（填“增大”、“减小”或“不变”），溶液中c（OH-） 与原平衡时相比______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）①K通常表示化学平衡常数，对于反应Cl2+H2O⇌H++Clˉ+HClO其化学平衡常数K的表达式为：______．
②在25℃下，将a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH
（3）常温下，向一定体积的0.1mol•L-1的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是______
A．溶液中导电粒子的数目减少
B．醋酸的电离程度增大，c（H+）亦增大
C．溶液中
D．溶液中
（4）①常温下将0.15mol•L-1的稀硫酸V1 mL与0.1mol•L-1的NaOH溶液V2 mL混合，所得溶液的pH为1，则V1：V2=______（溶液体积的变化忽略不计，硫酸在水中电离方程式：H2SO4=2H++SO42-）．
②常温下若溶液由pH=3的一元酸HA水溶液V1 mL与pH=11的NaOH水溶液V2 mL混合而得，则下列说法正确的是______
A．若混合后溶液呈中性，则c（H+）+c（OH-）=2×10-7 mol•L-1
B．若V1=V2，混合后溶液的pH一定等于 7
C．若混合后溶液呈酸性，则V1一定大于V2
D．若混合后溶液呈碱性，则V1一定小于V2
（5）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．现向100mL 0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1 NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示．试分析图中a～e 5个点，并回答下列问题：
①水的电离程度最大的是______点；
②在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______．
正确答案
解：（1）向CH3COOH水溶液中加入适量NaCl溶液相当于加水稀释，促进电离，平衡CH3COOH⇌H++CH3COO-将向正反应方向移动，溶液中c（CH3COO-）与原平衡时相比减小了，酸性减弱，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，故答案为：正反应方向；减小；增大；
（2）①生成物的浓度幂之积比上反应浓度幂之积，水是纯液体不需代入表达式，所以K=
②将a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中存在电荷守恒，
即c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-），当c（NH4+）=c（Cl-），则c（H+）=c（OH-），溶液显中性，a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合后，剩余氨水的物质的量为（a-0.01）V，混合以后溶液的体积为2V，
所以此时溶液中NH3•H2O的物质的量浓=
故答案为：
（3）A．加水稀释溶液导电能力减弱，但加水稀释促进电离，溶液中导电粒子的数目增大，故错误；
B．醋酸的电离程度增大，体积变大，c（H+）减小，故错误；
C．溶液中
D．溶液中
故选：C、D；
（4）①溶液中氢氧化钠的物质的量为：V2×10-3L×0.1mol/L=V2×10-4mol，
稀硫酸的物质的量为：V1×10-3L×0.15mol/L×2=3V1×10-4mol，
两溶液混合后溶液显示酸性，氢离子浓度为1×10-1mol•L-1，
则有：3V1×10-4mol-V2×10-4mol=（V1+V2）×10-3L×1×10-1mol•L-1=（V1+V2）×10-4mol，
解得V1：V2=1：1，
故答案为：1：1；
②A．若混合溶液呈中性，则溶液中c（H+）=c（OH-）=2×10-7 mol•L-1，所以溶液中c（H+）+c（OH-）=2×10-7 mol•L-1，故正确；
B．如果二者体积相等，如果酸是强酸，则混合溶液呈中性，如果酸是弱酸，则混合溶液呈酸性，故错误；
C．如果溶液呈酸性，则溶液是酸和盐溶液，酸是弱酸，酸浓度大于氢氧化钠浓度，所以V1不一定大于V2，故错误；
D．如果溶液呈碱性，则溶液可能是碱和盐溶液，也可能只是盐溶液，则V1一定小于V2，故正确；
故选AD；
（5）①a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H+，溶液中只有（NH4）2SO4与Na2SO4；c、d、e三点溶液均含有NH3•H2O，（NH4）2SO4可以促进水的电离，而NH3•H2O抑制水的电离，因此水的电离程度最大的是b点，溶液中c（OH-）的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值，
故答案为：b；
②c点溶液呈中性，即溶液含有（NH4）2SO4、Na2SO4、NH3•H2O三种成分，b点时c（Na+）=c（SO42-），b点时c（Na+）＞c（SO42-），根据N元素与S元素的关系，可以得出c（SO42-）＞c（NH4+），故c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）．
解析
解：（1）向CH3COOH水溶液中加入适量NaCl溶液相当于加水稀释，促进电离，平衡CH3COOH⇌H++CH3COO-将向正反应方向移动，溶液中c（CH3COO-）与原平衡时相比减小了，酸性减弱，氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，故答案为：正反应方向；减小；增大；
（2）①生成物的浓度幂之积比上反应浓度幂之积，水是纯液体不需代入表达式，所以K=
②将a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中存在电荷守恒，
即c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-），当c（NH4+）=c（Cl-），则c（H+）=c（OH-），溶液显中性，a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合后，剩余氨水的物质的量为（a-0.01）V，混合以后溶液的体积为2V，
所以此时溶液中NH3•H2O的物质的量浓=
故答案为：
（3）A．加水稀释溶液导电能力减弱，但加水稀释促进电离，溶液中导电粒子的数目增大，故错误；
B．醋酸的电离程度增大，体积变大，c（H+）减小，故错误；
C．溶液中
D．溶液中
故选：C、D；
（4）①溶液中氢氧化钠的物质的量为：V2×10-3L×0.1mol/L=V2×10-4mol，
稀硫酸的物质的量为：V1×10-3L×0.15mol/L×2=3V1×10-4mol，
两溶液混合后溶液显示酸性，氢离子浓度为1×10-1mol•L-1，
则有：3V1×10-4mol-V2×10-4mol=（V1+V2）×10-3L×1×10-1mol•L-1=（V1+V2）×10-4mol，
解得V1：V2=1：1，
故答案为：1：1；
②A．若混合溶液呈中性，则溶液中c（H+）=c（OH-）=2×10-7 mol•L-1，所以溶液中c（H+）+c（OH-）=2×10-7 mol•L-1，故正确；
B．如果二者体积相等，如果酸是强酸，则混合溶液呈中性，如果酸是弱酸，则混合溶液呈酸性，故错误；
C．如果溶液呈酸性，则溶液是酸和盐溶液，酸是弱酸，酸浓度大于氢氧化钠浓度，所以V1不一定大于V2，故错误；
D．如果溶液呈碱性，则溶液可能是碱和盐溶液，也可能只是盐溶液，则V1一定小于V2，故正确；
故选AD；
（5）①a、b、c、d、e五个点，根据反应量的关系，b点恰好消耗完H+，溶液中只有（NH4）2SO4与Na2SO4；c、d、e三点溶液均含有NH3•H2O，（NH4）2SO4可以促进水的电离，而NH3•H2O抑制水的电离，因此水的电离程度最大的是b点，溶液中c（OH-）的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值，
故答案为：b；
②c点溶液呈中性，即溶液含有（NH4）2SO4、Na2SO4、NH3•H2O三种成分，b点时c（Na+）=c（SO42-），b点时c（Na+）＞c（SO42-），根据N元素与S元素的关系，可以得出c（SO42-）＞c（NH4+），故c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（OH-）=c（H+）．
硝酸生产工艺中，在吸收塔里发生如下反应：3NO2+H2O⇌2HNO3+NO△H＜0，为提高NO2的转化率，理论上应该采取的措施是（ ）
正确答案
解析
解：A．减压，平衡逆向移动，转化率减小，故A不选；
B．增大压强，平衡正向移动，转化率增大，故B选；
C．该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，转化率减小，故C不选；
D．加催化剂，平衡不移动，转化率不变，故D不选；
故选B．
研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义．
（1）CO可用于炼铁，
已知：Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
C（s）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为______．
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）．写出该电池的正极反应式：______．
（3）CO2和H2充人一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） 测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1．
①线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI______KⅡ （填“＞”或“=”或“＜”）．
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡．
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为______．
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2．紫外光照射时，在不同催化
剂（Ⅰ、Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化见图2．在O～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为______（填序号）．
（5）以TiO2/Cu2Al2O4 为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3．
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是______．
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，写出有关的离子方程式：______．
正确答案
解：（1）Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol ①
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol ②
由①-②×3，得到热化学方程式：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol，
故答案为：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol；
（2）CO燃料电池中，负极上是CO发生失电子的氧化反应，正极上是氧气发生得电子的还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-
，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（3）①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，则一氧化碳和氢气的物质的量越多，根据K=
②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）
初始：1 3 0 0
平衡：1-x 3-3x x x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即（4-2x）÷4=0.8
解得x=0.4mol
依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c的物质的量为1mol，c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol，所以c的物质的量为：0.4＜n（c）≤1mol，故答案为：0.4＜n（c）≤1mol；
（4）由图2可知，在0～15h内，甲烷的物质的量变化量为△n（Ⅰ）＜△n（Ⅲ）＜△n（Ⅱ），故在0～15h内，CH4的平均生成速率v（Ⅱ）＞v（Ⅲ）＞v（Ⅰ）；故答案为：II＞III＞I；
（5）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，在300℃时失去活性，故以后乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的，故乙酸主要取决于温度影响的范围为300℃～400℃，故答案为：300℃～400℃；
②Cu2Al2O4拆成氧化物的形式：Cu2O•Al2O3，与酸反应生成离子方程式：3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O，
故答案为：3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O．
解析
解：（1）Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ/mol ①
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ/mol ②
由①-②×3，得到热化学方程式：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol，
故答案为：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJ/mol；
（2）CO燃料电池中，负极上是CO发生失电子的氧化反应，正极上是氧气发生得电子的还原反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-
，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；
（3）①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少，则一氧化碳和氢气的物质的量越多，根据K=
②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）
初始：1 3 0 0
平衡：1-x 3-3x x x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，即（4-2x）÷4=0.8
解得x=0.4mol
依题意：甲、乙为等同平衡，且起始时维持反应逆向进行，所以全部由生成物投料，c的物质的量为1mol，c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol，所以c的物质的量为：0.4＜n（c）≤1mol，故答案为：0.4＜n（c）≤1mol；
（4）由图2可知，在0～15h内，甲烷的物质的量变化量为△n（Ⅰ）＜△n（Ⅲ）＜△n（Ⅱ），故在0～15h内，CH4的平均生成速率v（Ⅱ）＞v（Ⅲ）＞v（Ⅰ）；故答案为：II＞III＞I；
（5）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，在300℃时失去活性，故以后乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的，故乙酸主要取决于温度影响的范围为300℃～400℃，故答案为：300℃～400℃；
②Cu2Al2O4拆成氧化物的形式：Cu2O•Al2O3，与酸反应生成离子方程式：3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O，
故答案为：3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O．
已知化学反应2A（？）+B（g）⇌2C（？）达到平衡，当增大压强时，平衡向逆反应反向移动，则下列情况可能是（ ）
正确答案
解析
解：对于反应2A（？）+B（g）⇌2C（？）
A、若A是气体，C是固体，则该正反应是气体物质的量减小的反应，故A不符合；
B、若A，C均为气体，则该正反应是气体物质的量减小的反应，故B不符合；
C、若A，C均为固体，则该正反应是气体物质的量减小的反应，故C不符合；
D、若A是固体，C是气体，则该正反应是气体物质的量增大的反应，增大压强时，平衡向逆反应反向移动，故D符合；
故选D．
在恒温时，一固定容积的容器内发生反应：PCl5（g）⇌PCl3 （g）+Cl2（g）．达到平衡时，再向容器内通入一定量PCl5 （g），重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，Cl2的浓度（ ）
正确答案
解析
解：在一固定容积的容器达中，到平衡时，再向容器内通入一定量PCl5 （g），重新达到平衡后，相当于压缩容器的体积，平衡逆向移动，但各组分浓度都变大，故选：A．
（2014秋•新余期末）在一定条件下，向一体积为2L的恒容密闭容器中充入2mol A、1mol B，发生反应：2A（g）+B（g）⇌3C（g）△H=-Q kJ/mol（Q＞0）．经过60s达到平衡，测得B的物质的量为0.4mol，下列对该平衡的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：依据化学平衡三段式列式计算；
2A（g）+B（g）═3C（g）；
起始量（mol） 2 1 0
变化量（mol） 1.2 0.6 1.8
平衡量（mol） 0.8 0.4 1.8
A、C的反应速率V=
B、反应是可逆反应，不能进行彻底，所以达到平衡，测得放出热量为x kJ，则x＜Q，故B错误；
C、若向容器再充入1mol C，压强增大，重新达到平衡，与原平衡是等效平衡，所以A的体积分数保持不变，故C正确；
D、升高温度正逆反应均增大，即V（逆）、V（正）增大，平衡逆向移动，故D错误．
故选C．
（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的体积仍与上述平衡时完全相同，那么：①若a=1，c=2，则b=______．在此情况下，反应起始时将向______（填“正”或“逆”）反应方向进行．②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的范围是______．
（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是______，原因是______．
正确答案
解：（1）①反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同，恒温恒压条件下，采用极限分析，按化学计量数转化到左边，应满足2体积N2、6体积H2，2体积的氨气完全转化得到1体积氮气、3体积氢气，故1+a=1+1=2，3+b=6，则b=3，
所以只要a：b=1：3，由于a=1，则b=3，
因反应前混合气体为8体积，反应后混合气体为7体积，体积差为1体积，则：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） 体积减少
2 2
1体积 1体积
故平衡时氨气为1体积，而在起始时，氨气的体积c=2体积，比平衡状态时大，为达到同一平衡状态，氨的体积必须减小，所以平衡逆向移动，
故答案为：3；逆；
②若让反应逆向进行，由上述①所求出的平衡时氨气为1体积，氨气的体积必须大于1体积，最大值则为2体积氮气和6体积氢气完全反应时产生的氨气的体积，即为4体积，则1＜c≤4，
故答案为：1＜c≤4；
（2）平衡后混合气体为6.5体积＜7体积，恒压条件下，应是改变温度影响平衡移动，由于正反应为放热反应，且是气体总分子数减小的反应，只能为降低温度，
故答案为：降低温度；6.5＜7上述平衡需向气体体积缩小方向移动，故可采取降温措施．
解析
解：（1）①反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同，恒温恒压条件下，采用极限分析，按化学计量数转化到左边，应满足2体积N2、6体积H2，2体积的氨气完全转化得到1体积氮气、3体积氢气，故1+a=1+1=2，3+b=6，则b=3，
所以只要a：b=1：3，由于a=1，则b=3，
因反应前混合气体为8体积，反应后混合气体为7体积，体积差为1体积，则：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g） 体积减少
2 2
1体积 1体积
故平衡时氨气为1体积，而在起始时，氨气的体积c=2体积，比平衡状态时大，为达到同一平衡状态，氨的体积必须减小，所以平衡逆向移动，
故答案为：3；逆；
②若让反应逆向进行，由上述①所求出的平衡时氨气为1体积，氨气的体积必须大于1体积，最大值则为2体积氮气和6体积氢气完全反应时产生的氨气的体积，即为4体积，则1＜c≤4，
故答案为：1＜c≤4；
（2）平衡后混合气体为6.5体积＜7体积，恒压条件下，应是改变温度影响平衡移动，由于正反应为放热反应，且是气体总分子数减小的反应，只能为降低温度，
故答案为：降低温度；6.5＜7上述平衡需向气体体积缩小方向移动，故可采取降温措施．
合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H＜0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：提高CO的转化率可以让平衡正向进行即可．
A、增加压强，该平衡会不会发生移动，故A错误；
B、降低温度，化学平衡向着放热方向即正向进行，故B正确；
C、增大CO的浓度，化学平衡向着正方向进行，但是一氧化碳的转化率降低，故C错误；
D、催化剂不会引起化学平衡的移动，故D错误．
故选B．
（2015春•扬州校级期中）COCl2俗名称作光气，是有毒气体．在一定条件下，可发生的化学反应为：COCl2（g）⇌CO（g）+Cl2（g）△H＜0；下列有关说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、在一定条件下，使用催化剂能加快反应速率，不能提高反应物的转化率，故A正确；
B、当反应达平衡时，恒温恒压条件下通人Ar，保持恒压压强减小，平衡正向进行，能提高COCl2的转化率，故B错误；
C、单位时间内生成CO等效于生成Cl2和消耗Cl2的物质的量相等，能证明反应达到平衡状态，故C正确；
D、平衡时，其他条件不变，升温平衡逆向进行，平衡常数减小，故D正确；
故选B．
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