- 化学平衡
- 共20016题
（2015秋•南京校级月考）运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义．
（1）某硝酸厂处理尾气中NO的方法是：催化剂存在时用H2将NO还原为N2．已知：
则氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是______
（2）在压强为0.1Mpa条件，将a mol CO和3a mol H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应如下：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0．
①该反应的平衡常数表达式为______
②若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是______
A．升高温度
B．将CH3OH从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
（3）某研究小组在实验室研究某催化剂效果时，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图1
①若不使用CO，温度超过775℃，发现NO的分解率降低，其可能的原因为______；在
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染．写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式______
（4）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，则该电极反应式为______．
正确答案
解：（1）根据能量变化图，则反应断键共吸收2×630+2×436=2132kJ，形成共放出945+4×463=2797kJ，所以该反应共放出2797-2132=665kJ的热量，热化学方程式为：2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-665kJ•moL-1，所以氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是N2（g）+2H2O（g）═2NO（g）+2H2（g）△H=+665 kJ•mol-1，故答案为：N2（g）+2H2O（g）═2NO（g）+2H2（g）△H=+665 kJ•mol-1；
（2）①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，反应的平衡常数为：K=
故答案为：K=
②A．升高温度，平衡逆向进行，甲醇产率减小，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡正向进行，甲醇产率增大，故B正确；
C．充入He，使体系总压强增大，分压不变，平衡不动，故C错误；
故答案为：B；
（3）①升高温度，发现NO的分解率降低，说明反应向逆反应方向进行，该反应放热；由图可知，在
故答案为：NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行；870℃或相近温度；
②C2H6与NO2发生反应生成无毒的N2、CO2和H2O，所以化学方程式为4C2H6+14NO2
（4）燃料电池的负极上发生燃料失去电子的氧化反应，即NO2+NO3--e-=N2O5，故答案为：NO2+NO3--e-=N2O5．
解析
解：（1）根据能量变化图，则反应断键共吸收2×630+2×436=2132kJ，形成共放出945+4×463=2797kJ，所以该反应共放出2797-2132=665kJ的热量，热化学方程式为：2NO（g）+2H2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-665kJ•moL-1，所以氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是N2（g）+2H2O（g）═2NO（g）+2H2（g）△H=+665 kJ•mol-1，故答案为：N2（g）+2H2O（g）═2NO（g）+2H2（g）△H=+665 kJ•mol-1；
（2）①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H＜0，反应的平衡常数为：K=
故答案为：K=
②A．升高温度，平衡逆向进行，甲醇产率减小，故A错误；
B．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡正向进行，甲醇产率增大，故B正确；
C．充入He，使体系总压强增大，分压不变，平衡不动，故C错误；
故答案为：B；
（3）①升高温度，发现NO的分解率降低，说明反应向逆反应方向进行，该反应放热；由图可知，在
故答案为：NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行；870℃或相近温度；
②C2H6与NO2发生反应生成无毒的N2、CO2和H2O，所以化学方程式为4C2H6+14NO2
（4）燃料电池的负极上发生燃料失去电子的氧化反应，即NO2+NO3--e-=N2O5，故答案为：NO2+NO3--e-=N2O5．
下列有关反应限度的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、可逆反应达到平衡状态后，加入催化剂，反应速率发生变化，但是平衡一定不会发生移动，故A错误；
B、大多数化学反应在一定条件都有一定限度，最终达到化学平衡状态，故B正确；
C、用催化剂可降低反应活化能，同等程度加快正逆反应速率，但是不会改变反应限度，故C错误；
D、FeCl3溶液与KSCN溶液反应达到平衡时，加入少量KCl固体，溶液中Fe3+、SCN-浓度不变，K+和Cl-不参加反应，平衡不移动，溶液颜色无明显变化，故D正确．
故选：BD．
某密闭容器中放入一定量的NO2，发生反应2NO2（g）⇌N2O4（g）（正反应放热），达平衡后，若分别单独改变下列条件，重新达到平衡后，能使混和气体平均分子量增大的是（ ）
①通入N2 ②通入NO2 ③通入N2O4 ④升高温度．
正确答案
解析
解：根据M=
①通入N2，不会引起化学平衡的移动，故错误；
②通入NO2，压强增大，平衡正向移动，n减小，能使混合气体平均相对分子质量增大，故正确；
③通入N2O4 ，压强增大，平衡正向移动，n减小，能使混合气体平均相对分子质量增大，故正确；
④升高温度，平衡逆向移动，n增大，所以使混合气体平均相对分子质量减小，故错误；
故选C．
（2016春•遂宁校级月考）在N2O4（g）⇌2NO2（g）平衡体系中，增大N2O4的浓度，则NO2和N2O4的物质的量之比，下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：如果是恒容的体系，增大N2O4的浓度，相当于给原体系增大压强，平衡逆向移动，所以NO2和N2O4的物质的量之比减小；如果是恒压的体系，增大N2O4的浓度，相当于将增加的四氧化二氮，放在另一个体系中达到与原平衡等效平衡，然后将充入在一起，平衡不移动，所以NO2和N2O4的物质的量之比不变，综上所述NO2和N2O4的物质的量之比可能减小也可能不变，故选D．
在水溶液中橙红色的Cr2O72-与黄色的CrO42-有下列平衡关系：Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+，把K2Cr2O7溶于水配成稀溶液是橙色．（1）向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈______色，因为______．
（2）向已加入NaOH溶液的（1）中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈______色，因为______．
（3）向原溶液中加入Ba（NO3）2溶液（已知BaCrO4为黄色沉淀）则平衡______，溶液颜色将_______．
（4）现有可逆反应.2NO2（g）⇌N2O4（g），△H＜0，试根据下列图象判断t2、t3、t4时刻采取的措施．
t2：______； t3：______，t4：______．
正确答案
解：（1）加入少量NaOH固体，中和氢离子，氢离子浓度降低，平衡向右移动，溶液呈黄色，
故答案为：黄；中和H+平衡向正反应方向移动；
（2）加入酸，H+浓度增大，平衡左移，Cr2O72-浓度增大，溶液呈橙红色，
故答案为：橙红； 增加生成物浓度平衡向逆反应方向移动；
（3）向原溶液中加入Ba（NO3）2溶液，生成BaCrO4沉淀，CrO42-浓度降低，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，
故答案为：正反应方向移动；变浅；
（4）t2时改变反应条件的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率增大，v（正）＜v（逆），平衡向着逆向移动，之后逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，直至重新达到平衡，说明t2时加入了加入生成物N2O4，增大看生成物浓度；
t3时改变条件的瞬间，正逆反应速率瞬间都减小，且正反应速率减小的幅度大于正反应速率，导致v（正）＜v（逆），平衡向着逆向移动，若是减小压强，平衡会向着逆向移动，v（逆）＞v（正）满足图象的变化；若减小温度，该反应为 放热反应，平衡向着正向移动，v（正）＞v（逆），与图象变化不相符，所以t3时刻是减小了压强；
t4时刻，改变条件下后，正逆反应速率都增大，且v（正）=v（逆），说明改变的反应条件不影响化学平衡，所以改变的条件为：加入催化剂；
根据以上分析可知，t2，t3，t4时刻采取的措施分别是：加入N2O4、减小压强、加催化剂，
故答案为：加入N2O4；减小压强；加催化剂．
解析
解：（1）加入少量NaOH固体，中和氢离子，氢离子浓度降低，平衡向右移动，溶液呈黄色，
故答案为：黄；中和H+平衡向正反应方向移动；
（2）加入酸，H+浓度增大，平衡左移，Cr2O72-浓度增大，溶液呈橙红色，
故答案为：橙红； 增加生成物浓度平衡向逆反应方向移动；
（3）向原溶液中加入Ba（NO3）2溶液，生成BaCrO4沉淀，CrO42-浓度降低，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，
故答案为：正反应方向移动；变浅；
（4）t2时改变反应条件的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率增大，v（正）＜v（逆），平衡向着逆向移动，之后逆反应速率逐渐减小，正反应速率逐渐增大，直至重新达到平衡，说明t2时加入了加入生成物N2O4，增大看生成物浓度；
t3时改变条件的瞬间，正逆反应速率瞬间都减小，且正反应速率减小的幅度大于正反应速率，导致v（正）＜v（逆），平衡向着逆向移动，若是减小压强，平衡会向着逆向移动，v（逆）＞v（正）满足图象的变化；若减小温度，该反应为 放热反应，平衡向着正向移动，v（正）＞v（逆），与图象变化不相符，所以t3时刻是减小了压强；
t4时刻，改变条件下后，正逆反应速率都增大，且v（正）=v（逆），说明改变的反应条件不影响化学平衡，所以改变的条件为：加入催化剂；
根据以上分析可知，t2，t3，t4时刻采取的措施分别是：加入N2O4、减小压强、加催化剂，
故答案为：加入N2O4；减小压强；加催化剂．
已知某密闭容器中发生反应：X（g）+2Y（g）⇌W（g）+Z（g），△H＜0（Y物质极易被熔化），下列说法一定正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、增大压强时，W浓度增大，体系颜色变深，故A错误；
B、若压强改变导致Y的状态变为液态时，Y不列入平衡常数表达式，所以平衡常数可能改变，故B错误；
C、升温时平衡逆向移动，正逆反应速率都会加快，但逆反应速率大于正反应速率，故C正确；
D、分离出Z时，正反应速率开始不变但逐渐减慢，故D错误；
故选：C．
如图是关于反应A2（g）+3B2（g）═2C（g）△H＜0的平衡移动图形，影响平衡移动的原因是（ ）
正确答案
解析
解：A、升高温度，同时加压，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，故A错误；
B、降低温度，同时减压正逆反应速率都降低，正反应速率应在原速率的下方，故B错误；
C、增大反应物浓度，同时使用催化剂，正逆反应速率都增大，逆反应速率应在原速率的上方，但正反应速率增大更多，平衡向正反应移动，故C错误；
D、增大反应物浓度，同时减小生成物浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应移动，图象符合，故D正确．
故选：D．
（2015秋•任城区月考）氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料．
（1）氢气燃烧热值高．实验测得，在常温常压下1gH2完全燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量．则表示H2燃烧热的热化学方程式为______．又已知：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程式为______．
（2）氢气是合成氨的重要原料．
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变 N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图一所示．
图中t1时引起平衡移动的条件可能是______，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______．
②温度为T℃时，将2a molH2和a molN2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数为______．
③氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等．对于反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）△H＞0，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如下图二所示．
下列说法正确的是______．
a．A、C两点的反应速率：A＜C
b．A、C两点的气体颜色：A浅，C深
c．B、C两点的气体平均相对分子质量：B＜C
d．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
e．由状态B到状态A，可以用加热的方法．
正确答案
解：（1）1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，2g氢气燃烧生成液态水放热285.8KJ，则氢气燃烧热的热化学方程式为：H2（g）+
H2（g）+
将方程式②×6-①×2得目标方程式，4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；△H=-1530kJ/mol，
故答案为：H2（g）+
（2）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，反应是放热反应，反应前后气体体积减小，
①依据反应速率与时间的关系图象分析，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；t1-t2平衡正向移动，t3-t4平衡逆向移动，t5-t6平衡不移动，所以表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3，故答案为：增大压强；t2-t3；
②若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，为保持恒压，体积增大，平衡向逆向进行；催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，反应焓变不变；温度为T℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数可以列出三段式计算平衡浓度，依据平衡常数概念计算：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH2（g）
开始（mol/L） 2a 4a 0
反应（mol/L） a 3a 2a
平衡（mol/L） a a 2a
所以化学平衡常数K=
③a．由图象可知，A、C两点在等温线上，C的压强大，则A、C两点的反应速率：A＜C，故a正确；
b．A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A的浓度高，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，故b正确；
c．B、C两点相同物质的含量相同，即二氧化氮与四氧化二氮的物质的量之比相等，则平均相对分子质量相等，故c错误；
d．A、C两点温度相等，则平衡常数相同，故d错误；
e．升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1＜T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，故e正确，
故选：abe．
解析
解：（1）1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，2g氢气燃烧生成液态水放热285.8KJ，则氢气燃烧热的热化学方程式为：H2（g）+
H2（g）+
将方程式②×6-①×2得目标方程式，4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）；△H=-1530kJ/mol，
故答案为：H2（g）+
（2）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，反应是放热反应，反应前后气体体积减小，
①依据反应速率与时间的关系图象分析，t1时正逆反应速率都增大，平衡正向移动，引起平衡移动的条件可能是增大压强；t1-t2平衡正向移动，t3-t4平衡逆向移动，t5-t6平衡不移动，所以表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2-t3，故答案为：增大压强；t2-t3；
②若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，为保持恒压，体积增大，平衡向逆向进行；催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，反应焓变不变；温度为T℃时，将2a mol H2和 a mol N2放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%．则反应的平衡常数可以列出三段式计算平衡浓度，依据平衡常数概念计算：
N2（g）+3H2（g）⇌2NH2（g）
开始（mol/L） 2a 4a 0
反应（mol/L） a 3a 2a
平衡（mol/L） a a 2a
所以化学平衡常数K=
③a．由图象可知，A、C两点在等温线上，C的压强大，则A、C两点的反应速率：A＜C，故a正确；
b．A、C两点都在等温线上，C的压强大，与A相比C点平衡向逆反应进行，向逆反应进行是由于减小体积增大压强，平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势，但到达平衡仍比原平衡浓度大，平衡时NO2浓度比A的浓度高，NO2为红棕色气体，则A、C两点气体的颜色：A浅，C深，故b正确；
c．B、C两点相同物质的含量相同，即二氧化氮与四氧化二氮的物质的量之比相等，则平均相对分子质量相等，故c错误；
d．A、C两点温度相等，则平衡常数相同，故d错误；
e．升高温度，化学平衡正向移动，NO2的体积分数增大，由图象可知，A点NO2的体积分数大，则T1＜T2，由状态B到状态A，可以用加热的方法，故e正确，
故选：abe．
（2015秋•岳阳校级期中）在一恒温恒容的密闭容器中，可逆反应2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g））达到平衡，测得平衡时n（SO2）：n（O2）：n（SO3）=3：3：2．若维持温度和容积不变，以3：3：2的物质的量之比再充入SO2、O2、SO3，下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、若维持温度和容积不变，以3：3：2的物质的量之比再充入SO2、O2、SO3，则体系的压强增加，平衡正向移动，故A错误；
B、若维持温度和容积不变，以3：3：2的物质的量之比再充入SO2、O2、SO3，则体系的压强增加，平衡正向移动，SO3的质量分数增大，故B正确；
C、混合气体的密度等于质量和体积的比值，质量是增加的，但是体积不变，所以密度增加，故C错误；
D、混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，质量增加，平衡正向移动，物质的量减小，所以混合气体的平均相对分子质量增加，故D错误．
故选B．
（2008秋•中山期末）将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）；△H＜0．当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、由反应X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）；△H＜0可知，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，X的转化率减小，故A正确；
B、由化学方程式可知，反应前气体的计量数之和大于反应后气体的化学计量数之和，增大压强，平衡向正反应方向移动，但X转化的不如增加的多，X的浓度反而增大，故B错误；
C、充入一定量Y，平衡向正反应方向移动，但增加的Y比反应的多，Y的转化率反而较小，故C错误；
D、使用催化剂平衡不移动，X的体积分数不变，故D错误，
故选A．
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