- 化学平衡
- 共20016题
以海水中常见物质A为原料可以发展很多种工业，下图中包含了中学课本中介绍的几种基本工业生产，请根据物质之间的转化关系回答下列问题
（1）C和D、C和G反应都可以制取消毒剂。C和G反应制取的消毒剂中有效成分的化学式为__________；
（2）写出电解A溶液的化学方程式为___________________；
（3）若使工业合成J反应的平衡向生成J的方向移动，可采取的措施有____________（填字母代号）；
A．升高温度 B．增大压强 C．使用催化剂 D．液化分离
（4）将F和J通入A的饱合溶液中的顺序为______________。
A．先通入F后通入J B．先通入J后通入F C．同时通入 D．没有先后顺序要求
（5）图中所示工业制法获得的纯碱中常含有NaCl杂质，用下述方法可以测定样品中NaCl的质量分数。
①检验沉淀是否洗涤干净的所用到的试剂是：______________________，
②样品中NaCl的质量分数的数学表达式为：______________________。
正确答案
（1）Ca(ClO)2（2）2NaCl+2H2O
（3）BD
（4）B
（5）①AgNO3溶液；②“略”
如图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为：
_________________________________。
（2）合成甲醇的主要反应是：2H2（g）+CO（g）
①该时间段内反应速率v(H2)=
②比较此时正、逆反应速率的大小：v正 v逆（填“>”、“<”或“=”）
③反应达到平衡后，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡向 (填“逆向”、“正向”或“不”)移动，平衡常数K (填“增大”、“减小” 或“不变”)。
（3）固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程：N2 (g) + O2 (g) →2NO (g) －180.8 kJ，工业合成氨则是人工固氮。分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是 。
A．常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却能非常容易进行
B．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大
C．工业固氮时温度越低，氮气与氢气反应越完全
D．K越大说明合成氨反应的速率越大
正确答案
（1）C+H2O (g)
（2）①0.08mol/(L·min) ② ＞ ③ 正向 ，不变 （各1分，共4分）
（3）BC （2分）
试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据平衡表达式
（2）①由表中数据可知，l0min内甲醇的浓度变化为0.4mol/L，所以用甲醇表示的反应速率v（CH3OH）＝0.4mol/L÷10min＝0.04mol/（L•min）。又因为速率之比等于化学计量数之比，故v（H2）＝2v（CH3OH）＝2×0.04mol/（L•min）＝0.08mol/（L•min）。
②10min时，CO的浓度为0.1mol/L，氢气的浓度为0.2mol/L，甲醇的浓度为0.4mol/L，故此时的浓度商
③容器的体积缩小一半，压强增大，平衡向体积减小的方向移动，故平衡向正反应移动；平衡常数只受温度影响，与压强无关，温度不变，平衡常数不变。
（3）A、化学平衡常数说明可逆反应正向进行的程度，与反应进行的难易程度无关，故A错误；B、大气固氮的进行程度很小，利用大气固氮原理进行工业生成，产率很小，没有实际意义，故B正确；C、合成氨是放热反应，温度越低，有利于平衡向正反应移动，反应的转化率越高，反应越完全，故C正确；D、化学平衡常数说明可逆反应正向进行的程度，与反应速率无关，故D错误
t℃时，将3 mol A和1 mol B气体通人体积为2L的密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3 A(g)+B(g) 
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为 ；
(2)x=_______；
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后，化学平衡(填字母) （ ）
A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动 C．不移动
(4)若向原平衡混合物的容器中再充人a mol C，在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n(B)= mol；
(5)如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式为 。
正确答案
（9分）(1) 0.2mol/L.min (2) 4
(3) c (4) 0.8+0.2a
(5) n(A)=3n(B),n(C)>0或n(A)+(3/4)n(c)="3n(B)+(1/4)n(c)" (无n(C)>0不扣分)
(第一空1分，其余每空2分)
试题分析：（1）2min达平衡时，容器中剩余0.8molB，则消耗0.2molB，c（C）=0.4mol•L-1，v（C）="0.4(mol/L)/2(min)" =0.2mol•L-1•min-1，
(2)v（B）=(0.2mol/2L)/2min=0.05mol•L-1•min-1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(B)/v(C)=1/x，解得x=4，故答案为：0.2mol/Lmin；4；
（4）向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在T℃达到新的平衡与原平衡等效，
3A（g）+B（g）
开始3 1 0
转化 0.6 0.2 0.8
平衡 2.4 0.8 0.8
此时B的含量为[0.8mol/(2.4mol+0.8mol+0.8mol)]×100%=20%，
设有4xmolC转化为B，达平衡时n（B）=（0.8+x）mol，则有[(0.8+x)mol/(4+a)mol]×100%=20%，
解得x=0.2amol，即再充入amolC，在T℃达到新的平衡，此时B的物质的量为n（B）为（0.8+0.2a）mol，
故答案为：（0.8+0.2a）mol。
点评：本题较难，考查化学反应速率及化学平衡，学生能利用等效平衡来分析（5）是解答本题的关键。
（1）如图所示，A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2，将各1 mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为a L。
①B中可通过________________判断可逆反应2NO2
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数_______________（填 “变大”“变小”或“不变”）。
③若容器A中到达平衡所需时间t s，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO2)等于____________________。
④若打开K2，平衡后B容器的体积缩至0.4a L，则打开K2之前，气球B体积为______L。
（2）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。
如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为：(x+1)S2－=SxS2－+2xe－，
则阴极的电极反应式是： 。
当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为 （标准状况下）。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在
氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）： 。
正确答案
（14分，每空2分）
（1））①气囊不再变小或颜色不再变化
②变小
③0.4/at(mol.L-1.s-1)
④0.7a
（2）①2H+ + 2e－=H2↑ 11.2x L
②2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－
试题分析：（1）①气囊不再变小或颜色不再变化时，表示各物质的浓度不变，即反应已达到平衡。
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N2O4，容器内压强增大，增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动，所以平衡混合气中NO2的体积分数减小。
③运用三段式进行计算：设转化的NO2的物质的量为x，2NO2
初始物质的量（mol） 1 0
转化物质的量（mol） x x/2
平衡物质的量（mol） 1-x x/2
达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则（1-x+x/2）：1="0.8" 得x=0..4mol，则V(NO2)=0.4mol÷aL÷ts=0.4/at(mol.L-1.s-1)。
④打开K2，则相当于是在等温等压时的平衡，因此平衡是等效的，由于此时反应物的物质的量是B中的二倍，所以打开K2之前，气球B体积为（aL+0.4aL）÷2=0.7aL。
（2）①NaOH溶液中H2O电离出的H+在阴极上放电：2H+ + 2e－=H2↑；根据化合价的变化可知，H2与电子的对应关系为：H2 ～ 2e‾，V(H2)=xmol×1/2×22.4L/mol=11.2x L。
②在氮气气氛下溶解可防止S2‾被O2氧化，即防止2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－ 发生。
在一个体积为2 L的密闭容器中，高温下发生反应：Fe(s)＋CO2(g) 
(1)反应在1 min时第一次达到平衡状态，固体的质量增加了3.2 g。用CO2的浓度变化表示的反应速率v(CO2)＝________。
(2)反应进行至2 min时，若只改变温度，曲线发生的变化如图所示，3 min时再次达到平衡，则ΔH________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)5 min时再充入一定量的CO(g)，平衡发生移动。下列说法正确的是________(填写编号)。
a．v正先增大后减小 b．v正先减小后增大
c．v逆先增大后减小 d．v逆先减小后增大
表示n(CO2)变化的曲线是________(填写图中曲线的字母编号)。
(4)请用固态物质的有关物理量来说明该反应已经达到化学平衡状态：_____________。
正确答案
(1)0.1 mol·L－1·min－1
(2)＞
(3)c b (4)Fe(或FeO)的质量(或物质的量)保持不变；或固体总质量保持不变
(1)Fe→FeO，固体质量增加3.2 g，说明生成FeO 0.2 mol，v(CO2)＝
一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)
（1）下列措施中能使平衡时K增大的是___________（填序号）；
A．升高温度 B．增大压强C．充入一定量COD．降低温度
（2）8分钟内，CO的平均反应速率v（CO）=___________mol/(L·min)；
（3）1100℃时，2L的密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下
①下列说法正确的是___________；
A．
②求
正确答案
（共13分）（1）A 2分 （2）0．0625 2分
（3）①BC 2分 ②C1＝0.67mol/L 3分 
试题分析：（1）正方应是吸热反应，平衡时升高温度平衡向正反应方向移动，平衡常数K值增大，A正确；B、反应前后体积不变，则增大压强平衡不移动，而平衡常数只与温度有关系，则K值不变，B不正确；C、充入一定量CO，平衡向逆反应方向移动，但平衡常数不变，C不正确；D、降低温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，D不正确，答案选A。
（2）8分钟内，生成CO的浓度是0.5mol/L，则CO的平均反应速率v（CO）＝0.5mol/L÷8min＝0.0625mol/(L·min)。
（3）根据图像可知，该温度下反应的平衡常数K＝
Fe(s)＋CO2(g)
起始浓度（mol/L） 1 0
转化浓度（mol/L） x x
平衡浓度（mol/L） 1－x x
所以根据平衡常数可知x：(1－x)＝2，解得x＝
乙容器中
Fe(s)＋CO2(g)
起始浓度（mol/L） 0 1.5
转化浓度（mol/L） y y
平衡浓度（mol/L） y 1.5－y
所以根据平衡常数可知 ( 1.5－y)：y＝2，解得y＝0.5，则C2＝1，
反应前后体积不变，甲中气体的物质的量是3mol，乙中是4mol，则P1＜P2，C正确，答案选BC。
②根据以上分析可知C1＝0.67mol/L ，
I.高炉炼铁的主要反应为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
已知该反应的
(1)该时间范围内的平均反应速率v(CO2）=_________mol/L
(2) 的最大转化率_________________。
(3)欲提高CO的平衡转化率，可采取的措施是_______________。
E．使用合适的催化剂 F．减少容器的容积
Ⅱ．已知化学反应①：Fe（s）+CO2（g）
(4)通过表格中的数值可以推断：反应①的△H_ O。（填“>”“<”）
(5)现有反应③：该反应的平衡常数的数学表
达式K3=____。
(6)根据反应①和②可以推导出Ki，Kz和玛之间的关系式。K3=__________。据此关系式和上表数据，也能推断出反应③的△H_ _0(填“>”“<”)。
正确答案
（14分）
（1）0.006 （2分）
（2）60% （2分）
（3）D （2分）
（4）＞ （2分）
（5）
（6）K3＝K1/K2 （2分） ＞ （2分）
I.⑴在1000℃时，该反应的平衡常数K=64，在10L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x
Fe2O3（s）+3CO（g）
起始量（mol） 1 1 1 1
变化量（mol） x x
平衡量（mol） 1-x 1+x
K=
转化率=60%
v(CO2）=
故答案为：⑴0.006mol/L
⑶A．铁是固体，减少Fe的量，不影响平衡移动，CO的平衡转化率不变，故A错误；
B．氧化铁是固体，增加Fe2O3的量，不影响平衡移动，CO的平衡转化率不变，故B错误；
C．该反应正反应是放热反应，提高反应温度，平衡向逆反应移动，CO的平衡转化率降低，故C错误；
D．移出部分CO2，平衡向正反应移动，CO的平衡转化率增大，故D正确；
E．加入合适的催化剂，平衡不移动，故E错误；
F．反应前后气体的物质的量不变，减小容器的容积，增大压强平衡不移动，CO的平衡转化率不变，故F错误；
故选D；
⑷由表中数据可知，温度升高，①的平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应吸热，△H >0
故答案为：>；
⑸依据反应CO2（g）+H2（g）
，故答案为：
（6）已知：①Fe（s）+CO2（g）
②Fe（s）+H2O（g）
利用盖斯定律将①-②可得：③H2（g）+CO2（g）
则K3=
依据图表平衡常数数据分析，温度升高
答案：
工业上“固定”和利用CO2能有效地减轻“温室’效应。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)
（1）在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是
（2）一定温度时将6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。图中数据a(1，6)代表的意思是：在1 min时H2的物质的量是6 mol。
① a点正反应速率 逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
② 仅改变某一实验条件时，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的实验条件改变是 ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 。
③ 在题给图中绘出加入催化剂对应的曲线。
④ 结合图给实线的数据，计算该温度时反应的化学平衡常数。（写出计算过程）
（3）甲醇可用以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为： 。
正确答案
（16分）
（1）BC（3分，只选B或C得1分，全对得3分，凡其它有错答案不得分）
（2）① 大于（1分） ② 升高温度 （2分） 增大压强（2分）
③
④K=0.5L2 •mol－2（计算过程见解析）
（三段式正确得1分，平衡常数表达式1分，带单位表达式1分，计算结果含单位1分）
（3）CH3OH+8OH－—6e－=CO32－+ 6H2O（ 2分，未配平扣1分）
试题分析：（1）各组分变化的物质的量之比等于化学方程式中的系数之比，平衡时物质的量之比不一定等于系数之比，故A选项错误；正反应是气体物质的量减小的方向，因此从正反应开始进行时，容器内气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小，若压强保持不变，说明气体总的物质的量保持不变，反应已达平衡，故B选项正确；氢气是反应物，其消耗速率为v正(H2)，甲醇是生成物，其消耗速率为v逆(CH3OH)，二者之比等于化学方程式中相应的系数之比，说明反应已达平衡，故C选项正确；各组分都是气体，则容器内气体的总质量和容器的体积都保持不变，因此容器内气体的密度始终不变，不能说明反应已达平衡，故D选项错误；（2）①氢气是反应物，从正反应开始进行时，其物质的量逐渐减小，a点表示氢气的物质的量还没有达到极限，还能继续减小，说明此时反应还在向正反应方向进行，所以v正(H2)> v逆(H2)；②读图可得，曲线I先达到平衡，且平衡时氢气的物质的量比原平衡大，说明采取的条件既能增大反应速率，又能使平衡向逆反应方向移动，根据外界条件对反应速率和平衡移动的影响规律推断，只有升高温度才能得到曲线I，因为正反应是放热反应；只有增大压强才能得到曲线II，因为正反应是气体体积减小的方向；③无催化剂变为有催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，不能改变氢气起始时和平衡时的物质的量，由此可以画出加入催化剂时氢气的物质的量随反应时间变化的示意图，并作出必要的标注；④用三行数据法和定义式求平衡常数，则：
CO2(g)＋3H2(g)
起始浓度/mol•L－1 3 4 0 0
变化浓度/mol•L－1 1 3 1 1
平衡浓度/mol•L－1 2 1 1 1（2分）
K=
（4）强碱溶液中燃料电池负极反应式的书写可以分四步进行：首先，根据元素化合价变化情况确定负极的主要反应物和产物；其次，根据化合价升高总数确定失去电子数；第三，用氢氧根离子平衡反应物和生成物的电荷总数，使左右电荷守恒；最后，用水使左右氢、氧原子个数守恒；综上所述，甲醇碱性燃料电池负极反应式为CH3OH+8OH－—6e－==CO32－+ 6H2O。
(11分)已知短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序数依次增大且X和Y的原子序数之和等于Z的原子序数，X和Z可形成X2Z，X2Z2两种化合物，W是短周期主族元素中半径最大的元素。
⑴ W在周期表中的位置： 。
⑵在一定条件下，容积为1L密闭容器中加入1.2molX2和0.4molY2，发生如下反应：
3X2 (g) + Y2(g) 
①此反应的平衡常数表达式为 (用化学式表示) ， K= 。
②若升高温度平衡常数K减小，则△H 0(填＞，＜)。
⑶A1是四种元素中三种元素组成的电解质，溶液呈碱性，将0.1mol·L-1的A1溶液稀释至原体积的10倍后溶液的pH=12，则A1的电子式为 。
⑷B1、B2是由四种元素三种形成的强电解质，且溶液呈酸性，相同浓度时B1溶液中水的电离程度小于B2溶液中水的电离程度，其原因是 。
⑸A2和B1反应生成B2，则0.2mol/LA2和0.1mol/L B1等体积混合后溶液中离子浓度大小关系为 。
正确答案
(1)第三周期,IA(2分)
(2)①K= C(NH3)2/[C(H2)3C(N2)] (1分) 100/27 (mol/L)-2 (2分) ②＜(1分)
(3)NaOH电子式(1分)
(4)硝酸电离的氢离子抑制了水的电离，铵根离子的存在促进了水的电离
(2分)
(5)C(NH4+)＞ C(NO3-)＞C(OH-) ＞C(H+)(2分)
根据元素原子结构特点可推出各元素为X为氢，Y为氮，Z为氧，W为
钠。从而通过分析思考进行解答。
为了减少温室气体排放，目前工业上采用CO2与H2在催化剂作用下反应制备重要化工原料CH3OH的工艺：CO2(g)+3H2(g)
根据题目回答下列问题：
（1）0～3 s内用H2表示的平均反应速率是____________；
（2）平衡时CO2的转化率是____________。
（3）能说明反应已达平衡状态的是____________。
A.υ(H2)=3υ(CO2) B.容器内压强保持不变
C.υ逆(CO2)=υ正(CH3OH) D.容器内密度保持不变
（4）一定能使该反应的反应速率增大的措施有 _________。
A.及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变，增大CO2浓度
正确答案
（1） 0.05mol·L－1·S－1 （2） 25% （3）B C （4）C
试题分析：（1）由表可以看出0～3 s内，二氧化碳的浓度变化减少了
（0.40-0.30）/2=0.05mol，根据CO2(g)+3H2(g)
点评：本题考查了化学反应速率、转化率、化学平衡，这些考点都是高考考查的重点和难点，本题难度不大。
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