- 化学平衡
- 共20016题
在容积固定的密闭容器中充入一定量的X、Y两种气体，一定条件下发生可逆反应3X（g）+Y（g）═2Z（g），并达到平衡．已知正反应是放热反应，测得X的转化率为37.5%，Y的转化率为25%，下列有关叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、化学反应速率之比等于化学方程式系数之比，若X的反应速率为0.2 mol•L-1•s-1，则Z的反应速率为
B、若向容器中充入氦气，恒容容器充入惰气总压增大，分压不变，平衡不动，Y的转化率不变，故B错误；
C、升高温度，正逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，故C错误；
D、开始充入容器中的X、Y分别为xmol和ymol，Y的变化量为amol，由转化率可知
故选D．
已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为K=
（2）向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（l）+H2O（l）
①该反应自发进行的条件是______（填“低温”、“高温”或“任意温度”）
②下列叙述能说明容器内反应达到平衡状态的是______．
A．混合气体的平均相对分子质量保持不变 B．CO2和H2的体积分数保持不变
C．CO2和H2的转化率相等 D．混合气体的密度保持不变．
正确答案
解：（1）产业链中某反应的平衡常数表达式为K=
故答案为：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+131.5 KJ/mol；
（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），熵变△S＜0，则反应焓变△H＜0，低温下满足△H-T△S＜0，
故答案为：低温；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），
A、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变，故B错误；
C、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，CO2和H2的转化率始终相等，不能确定反应是否达到平衡状态，故C错误；
D、反应物是气体，生成物是液体，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：D．
解析
解：（1）产业链中某反应的平衡常数表达式为K=
故答案为：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+131.5 KJ/mol；
（2）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），熵变△S＜0，则反应焓变△H＜0，低温下满足△H-T△S＜0，
故答案为：低温；
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），
A、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变，故B错误；
C、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，按照1：3反应，CO2和H2的转化率始终相等，不能确定反应是否达到平衡状态，故C错误；
D、反应物是气体，生成物是液体，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：D．
二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物．综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．
【Ⅰ】硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）
某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（P）的关系如下图所示．根据图示回答下列问题：
①写出该反应的化学平衡常数表达式：______．
②将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa．该反应的平衡常数等于______．
③平衡状态由A变到B时．平衡常数K（A）______K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．
④已知单质硫的燃烧热为296KJ•mol-1，1mol SO2（g）氧化为1mol SO3（g）的△H=-99kJ•mol-1．计算由S（s）生成3molSO3（g）的△H=______kJ•mol-1．
【Ⅱ】（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ•mol-1
若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为：______kJ．
高温
（2）氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：
3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）⇌Si3N4（s）+6CO（g）
达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、CO的量），反应速率υ与时间t的关系如图．图中t4时引起平衡移动的条件可能是______；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是______．
正确答案
解：I．①该反应的化学平衡常数表达式：K=
②由图象知，体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8，则
2SO2（g）+O2（g）
起始：2.0mol 1.0mol 0
转化：1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡：0.4mol 0.2mol 1.6mol
则平衡时：c（SO2）=0.04mol/L，c（O2）=0.02mol/L，c（SO3）=0.16mol/L，
K=
故答案为：800；
③化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，A、B点温度相同，所以平衡常数K（A）=K（B），故答案为：=；
④①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=-296 KJ•mol-1，②SO2（g）+
则利用盖斯定律将①×3+②×3可得3 S（s）+
故答案为：-1185；
II．（1）①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ•mol-1
反应
反应
故答案为：1.6NA；173.4；
（2）根据图知，t2时改变条件，正逆反应速率都增大，且平衡正向移动，改变的条件为温度；
图中t4时正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，该反应是反应前后气体体积增大的可逆反应，所以改变的条件可能是压强；
t6时正逆反应速率都增大但仍然相等，平衡不移动，改变的条件是催化剂；要使CO的浓度最大，则平衡正向正反应方向移动而不向逆反应方向移动时，则平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是t3-t4，
故答案为：增大压强；t3-t4．
解析
解：I．①该反应的化学平衡常数表达式：K=
②由图象知，体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8，则
2SO2（g）+O2（g）
起始：2.0mol 1.0mol 0
转化：1.6mol 0.8mol 1.6mol
平衡：0.4mol 0.2mol 1.6mol
则平衡时：c（SO2）=0.04mol/L，c（O2）=0.02mol/L，c（SO3）=0.16mol/L，
K=
故答案为：800；
③化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，A、B点温度相同，所以平衡常数K（A）=K（B），故答案为：=；
④①S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=-296 KJ•mol-1，②SO2（g）+
则利用盖斯定律将①×3+②×3可得3 S（s）+
故答案为：-1185；
II．（1）①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ•mol-1
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ•mol-1
反应
反应
故答案为：1.6NA；173.4；
（2）根据图知，t2时改变条件，正逆反应速率都增大，且平衡正向移动，改变的条件为温度；
图中t4时正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，该反应是反应前后气体体积增大的可逆反应，所以改变的条件可能是压强；
t6时正逆反应速率都增大但仍然相等，平衡不移动，改变的条件是催化剂；要使CO的浓度最大，则平衡正向正反应方向移动而不向逆反应方向移动时，则平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是t3-t4，
故答案为：增大压强；t3-t4．
在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A（g）+B（g）⇌3C（g）； （正反应为放热反应）某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：
下列判断一定错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、图I中，根据到达平衡时间可知，在乙条件下的化学反应速率，明显比在甲条件下的化学反应速率快；在乙条件下C的平衡浓度，比在甲条件下的C的平衡浓度大，相比较而言，条件乙既有利于此反应的化学反应速率增大又有利于平衡向正反应方向移动，说明甲、乙两个条件不仅影响化学反应速率，而且影响化学平衡，而催化剂不影响化学平衡，故A错误；
B、从化学反应速率来讲，是甲的压强较高，增大压强平衡左移，B的转化率减小，图象与实际相符合，故B正确；
C、图Ⅱ根据到达平衡时间可知，如果甲、乙两个条件是温度对反应的影响，从化学反应速率来讲，是甲的温度较高，升高温度平衡向逆反应移动，故甲的转化率小于乙的转化率，图象与实际相符合，故C正确；
D、催化剂只改变化学反应速率不影响化学平衡，但甲的时间短，反应速率快，则甲的催化效率高，故D错误；
故选AD．
对反应：A（g）+3B（g）
正确答案
解析
解：对反应：A（g）+3B（g）
该反应又是一个气体体积减小的反应，所以可以通过增大压强来使化学平衡正向移动．
故选A．
工业上生产硫酸最重要的一步是SO2的催化氧化，反应原理如下：2SO2（g）+O2（g）
试回答：（1）该反应前2min内的平均反应速率υ（O2）=______；
（2）上述反应的平衡常数的表达式为K=______；
（3）上述反应达到平衡时，放出的热量为______kJ；
（4）为了提高反应速率和SO2的转化率，下列措施可行的是______（填字母）；
a．在容积不变的情况下充入SO2 b．使用更高效的催化剂
c．在容积不变的情况下充入0.2molSO2和0.2molO2 d．升高温度
（5）硫酸工业的尾气是主要大气污染物，有人欲设计利用SO2分解生成S和O2的方法除去SO2，已知：SO2（g）=S（s）+O2（g）△H＞0、△S＜0，试判断此反应______（填“能”或“不能”）自发进行，其依据是______．
正确答案
解：（1）该反应前2min内的平均反应速率υ（O2）=
（2）平衡常数的表达式为K=
（3）10min时反应达平衡状态，由2SO2（g）+O2（g）
（4）a．在容积不变的情况下充入SO2，平衡正向移动，但本身转化率降低，故错误；
b．使用更高效的催化剂，平衡不移动，故错误；
c．在容积不变的情况下充入0.2molSO2和0.2molO2，相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故正确；
d．升高温度，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减小，故错误；
故选c；
（5）SO2（g）=S（s）+O2（g）△H＞0、△S＜0，根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现，故答案为：不能；△H＞0△S＜0，则在任何温度下△G＞0，不可能自发进行．
解析
解：（1）该反应前2min内的平均反应速率υ（O2）=
（2）平衡常数的表达式为K=
（3）10min时反应达平衡状态，由2SO2（g）+O2（g）
（4）a．在容积不变的情况下充入SO2，平衡正向移动，但本身转化率降低，故错误；
b．使用更高效的催化剂，平衡不移动，故错误；
c．在容积不变的情况下充入0.2molSO2和0.2molO2，相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故正确；
d．升高温度，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减小，故错误；
故选c；
（5）SO2（g）=S（s）+O2（g）△H＞0、△S＜0，根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现，故答案为：不能；△H＞0△S＜0，则在任何温度下△G＞0，不可能自发进行．
利用反应：2NO（g）+2CO（g）⇌2CO2（g）+N2（g）△H=746.8kJ•mol-1，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是（ ）
正确答案
解析
解：A．该反应正反应为吸热反应，降低温度，化学平衡向逆反应方向移动，NO的转化率转化率降低，化学反应速率减慢，故A错误；
B．增大压强同时加催化剂，化学反应速率加快，催化剂不移动平衡移动，但增大压强平衡向正反应方向移动，NO的转化率转化率增大，故B正确；
C．升高温度，化学反应速率加快，化学平衡向吸热方向移动，即向正反应方向，NO的转化率转化率增大，同时充入N2，化学平衡向逆反应方向移动，NO的转化率转化率减小，故C错误；
D．将CO2和N2从反应体系中移走，平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，但反应速率减小，故D错误．
故选：B．
现有反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g），达到平衡后，当升高温度时，B的转化率减小；当减小压强时，混合体系中A的质量分数增大，则
（1）该反应的正反应是______热反应，且m+n______p （填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）增大压强时，B的质量分数______（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），逆反应速率______．
（3）若加入C（体积不变），则A的转化率______．
（4）若降低温度，则平衡时B、C的浓度之比c（C）/c（B）比值将______．
（5）若加入催化剂，该反应的反应热______．
（6）若B是有色物质，A、C均为无色物质，维持容器体积不变，充入氖气时，混合气体的颜色______（填“变浅”、“变深”或“不变”）．
正确答案
解：（1）达到平衡后，当升高温度时，B的转化率减小，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，当减小压强时，混合体系中A的质量分数增大，说明压强减小平衡向逆反应方向移动，则方程式中反应物的气体的计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，
故答案为：放；＞；
（2）增大压强时，平衡向着方程式中气体的计量数之和增大的反应方向移动，即向着正反应方向移动，则B的质量分数减小，增大压强正逆反应速率都加快，故答案为：减小；增大；
（3）若加入C（体积不变），相当于增大压强，即平衡向着正反应方向移动，则A的转化率，故答案为：增大；
（4）正反应放热，若降低温度，平衡正向移动，C的物质的量增多，B的物质的量减小，所以二者的浓度比值将增大，故答案为：增大；
（5）催化剂对化学平衡移动没有影响，所以若加入催化剂，该反应的反应热不变，故答案为：不变；
（6）若B是有色物质，A、C均为无色物质，充入氖气时，平衡不移动，各组分的物质的量不变，维持容器体积不变，所以各组分的浓度不变，混合气体的颜色不变，故答案为：不变；
解析
解：（1）达到平衡后，当升高温度时，B的转化率减小，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，当减小压强时，混合体系中A的质量分数增大，说明压强减小平衡向逆反应方向移动，则方程式中反应物的气体的计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，
故答案为：放；＞；
（2）增大压强时，平衡向着方程式中气体的计量数之和增大的反应方向移动，即向着正反应方向移动，则B的质量分数减小，增大压强正逆反应速率都加快，故答案为：减小；增大；
（3）若加入C（体积不变），相当于增大压强，即平衡向着正反应方向移动，则A的转化率，故答案为：增大；
（4）正反应放热，若降低温度，平衡正向移动，C的物质的量增多，B的物质的量减小，所以二者的浓度比值将增大，故答案为：增大；
（5）催化剂对化学平衡移动没有影响，所以若加入催化剂，该反应的反应热不变，故答案为：不变；
（6）若B是有色物质，A、C均为无色物质，充入氖气时，平衡不移动，各组分的物质的量不变，维持容器体积不变，所以各组分的浓度不变，混合气体的颜色不变，故答案为：不变；
（2015春•济宁校级期末）某温度下，体积固定的密闭容器中进行如下可逆反应：X（g）+Y（g）⇌Z（g）+W（s）△H＞0，下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、密度不变时，说明气体的质量不变，正逆反应速率相等，故A正确；
B、在反应中是固体，固体量的增减不会引起化学反应速率的改变和化学平衡的移动，故B错误；
C、该反应正反应为吸热反应，升高温度平衡向吸热反应移动，即向正反应移动，故C错误；
D、反应热△H与物质的化学计量数有关，物质的化学计量数不变，热化学方程式中反应热不变，与参加反应的物质的物质的量无关，故D错误；
故选：A．
2SO2（g）+O2（g）
A催化剂V2O5，不改变该反应的逆反应速率
B将2mol SO2与2mol O2放人密闭容器中，最终生成2mol SO3
C在t1、t2时刻，SO2（g）的浓度分别是C1、C2，则时间间隔t1-t2内，SO2（g）消耗的平均速率为v=
D该反应是放热反应，则SO2的能量一定大于SO3的能量
正确答案
解析
解：A、使用催化剂改变反应速率，但不影响平衡移动；
B、是可逆反应，2mol SO2不可能完全转化；
C、根据计算平均速率的定义公式，浓度变化量c2-c1，时间为t2-t1，SO3（g）生成的平均速率为v=
D、是二氧化硫和氧气的总能大于三氧化硫的总能量，故D错误；故选C．
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