- 化学平衡
- 共20016题
(10分)有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器，向甲中通入6mol A和2mol B，向乙中通入1.5mol A、0.5mol B和3mol C，将两容器的温度恒定在770K，使反应3A(g)+B(g)
(1)若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量相等，则x= ；若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量不相等，则x= 。
(2)平衡时甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等 （填“相等”或“不相等”），平衡时甲中A的体积分数为 。
(3)若平衡时两容器中的压强不相等，则两容器中压强之比为 。
正确答案
（10分）⑴2 （2分），4（2分） ⑵相等（2分） 0.6（2分）⑶8:5 (2分)
试题分析：（1）若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量相等，这说明乙容器中A的起始量也应该相当于是6mol，所以乙中3molC可以生成4.5molA，因此x＝2。若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量不相等，这说明反应前后气体的体积是不变的，因此x＝4。
（2）由于反应前A和B的物质的量之比都是3︰1，所以平衡时甲、乙两容器中A、B的物质的量之比相等。由于A和B的体积分数之和是80％，所以A的体积分数是80％×3/4=60%。
（3）由于容器中各种物质的含量都是相同的，所以平衡是等效的。如果平衡时两容器中的压强不相等，则该反应一定是体积不变的可逆反应，所以两容器中压强之比为8︰5。
点评：该题的关键是根据物质的含量相等，都出平衡状态是等效的，然后在列式进行计算即可。
（6分）一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(g)＋2H2(g)
根据题意完成下列各小题：
（1）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝ 。
（用上图中出现的字母表示）
（2）在其他条件
a．氢气的浓度减小 b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加 d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大
（3）据研究，反应过程中起催化作用的为C
（4）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来的重要的能源物质。常温下，1g甲醇完全燃烧生成液态水时放出22. 7kJ的能量，写出甲醇燃烧热的热化学方程式 。
正确答案
略
（10分）在某一容积为5 L的密闭容器内，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H2O，在催化剂存在和800℃的条件下加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g) 
(1) 根据图上数据，反应开始至达到平衡时，CO的化学反应速率为v(CO)＝ mol/(L·min)；该温度下的平衡常数K＝ 。
(2) 不能作为判断该反应达到平衡的依据是________________。(填序号)
① CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 ②正、逆反应速率都为零
③ CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化 ④混合气体的密度不再发生变
(3) 如要一开始加入0.1 mol的CO、0.1 mol的H2O、0.2 mol的CO2和0.2 mol的H2，在相同的条件下，反应达平衡时，c(CO)＝________________mol/L。
(4) 427℃时该反应的平衡常数为9.4，请结合（
正确答案
（10分）(1)0.003 1 (2) ①②④(3)0.03 (
略
工业制硫酸的核心反应是 ：2SO2(g)+ O2(g)
（1）此反应的平衡常数表达式为K=_______________，随着温度的升高，上述平衡常数_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）将一定量的SO2(g)和O2(g)放入1 L密闭容器中，在一定条件下达到平衡，测得SO2为0.11 mol，O2为0.05 mol，SO3为0.12 mol。计算该条件下，SO2转化为SO3转化率=_________。（结果保留一位小数）
（3）体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2的转化率的是_____________（填字母）。
A．通入氧气 B．移出氧气 C．增大压强 D．减小压强 E．加入催化剂
（4）工业制硫酸的尾气中含有少量SO2 ，可用氨水吸收。反应的化学方程式为________________________________。
正确答案
（1）K=
（2）52.2%
（3）A、C
（4）SO2 + NH3+H2O = NH4HSO3 或 SO2 + 2NH3+H2O = (NH4)2SO3
（18分）(1)1 mol O2与足量氢气反应产生水蒸气放热483.6 kJ，若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，请写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：__________________________________。
(2)由汽油裂解得到乙烯、丙烯是重要的化工原料，请写出下列转化的方程式，并注明反应类型。
丙烯 → 聚丙烯
___________________________________________________
(3)将N2、H2置于容积为2L的密闭容器中，发生反应，反应进行到4S末，测得N2 2mol 、H21.5mol、NH32mol。则用氮气浓度的减少来表示该反应速率为__________ 。
(4)在500ml密闭容器中,将2mol A和1molB混合加热到500℃，达到平衡
2 A(g) +B (g)
(5) 在密闭容器中发生下列反应：aA(g)
(6) 在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如下图，反应的化学方程式为______________________________________
正确答案
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
0.125mol/(L.S) 57.1% < 2N
（1）燃烧热是指再一定条件下，1mol可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物时所放出的热量，根据题意可知，1mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量是483.6 kJ÷2＝241.8 kJ。又因为1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，所以18g水蒸气转化为液态水放出的热量是2.444 kJ×18＝44kJ，所以氢气的燃烧热是（241.8＋44）kJ/mol，则相应的热化学方程式为H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。
（2）丙烯中含有碳碳双键，能发生加聚反应，方程式为
（3）生成氨气是2mol，则消耗氮气是1mol，所以氮气的反应速率是
（4） 2 A(g) +B (g)
起始浓度（mol/L） 4 2 0
转化浓度（mol/L） 2x x 3x
平衡浓度（mol/L） 4－2x 2－x 3x
所以
解得x＝1.142
因此转化率是1.142÷4×100％＝57.1%。
（5）将气体体积压缩到原来的一半的瞬间，A的浓度为原平衡的2倍，但平衡时A的浓度为原平衡的2.1倍，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，所以a小于 c＋d。
（6）根据图像可知，反应进行到t1时，N减少了2mol，M增加1mol，所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，方程式为2N
（12分）现有反应：CO(g)+ H2O(g)
（1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K__ ___1（填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH2O、1.0mol CO2和 x molH2，则：
①当x=5.0时，上述平衡向_______（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。
（3）在850℃时，若设x＝5.0 mol和x＝6.0mol，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a％、b％，则a _______ b（填“＞”、“＜”或“＝”）。
正确答案
（12分）（每空3分）(1) ＜ (2) ①逆反应 ② 0≤x＜3 (3) ＜
（1）正反应是放热反应，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小。
（2）①当x=5.0时，此时容器中
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则＜1，即 0≤x＜3 。
（3）如果x＝5，则平衡时消耗氢气是y，所以有
如图表示某温度时，反应N2O4(g)
(1)该可逆反应达到平衡的时间段为 。
(2)反应进行到70 s时，改变的条件可能是 (填字母，下同),反应进行到90 s时，改变的条件可能是 。
(3)90 s后若维持容器的体积不变，平衡移动的方向为 (填“正反应”、“逆反应”或“不移动”)，此时N2O4的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在图中画出反应物N2O4在0～70秒时的浓度变化曲线。
正确答案
(1)60～70 s、80～90 s、100～110 s (2)B D
(3)正反应 减小
(4)
(1)由图像可知反应达到平衡的时间段为60～70 s、80～90 s和100～110 s。
(2)反应进行到70 s时改变某一条件，可以看出NO2的浓度迅速从0.120 mol·L-1减小到0.060 mol·L-1，N2O4的浓度从0.040 mol·L-1减小到0.020 mol·L-1，两者的浓度都减小到原来的1/2，说明改变的条件为增大容器的体积为原来的2倍或减小压强为原来的1/2；90 s时突然改变某一条件可以看出NO2的浓度瞬间没有改变，但是N2O4的浓度瞬间增大，说明改变的条件是增大了N2O4的浓度。
(3)根据(2)可知，90 s后平衡向正反应方向移动；增大N2O4的浓度，在恒容容器中相当于增大压强，则N2O4的转化率减小。
(4)从图像可知，NO2为反应物,N2O4为生成物。60 s达到平衡时NO2的浓度增大了0.120 mol·L-1，说明N2O4反应过程中浓度减少了0.060 mol·L-1，因为已知在70 s时N2O4的浓度为0.040 mol·L-1，所以N2O4的起始浓度为0.040 mol·L-1+
0.060 mol·L-1="0.100" mol·L-1。
已知T°、pkpa时，在容积为vL的密闭容器内充有1molA和1molB。保持恒温、恒压反应A(g)+B(g) 
（1）欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入2molA 2molB,则反应达到平衡时，容器的容积为 ，C的体积分数为 。
（2）若另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，使1molA和1molB反应达到平衡状态时，C的体积分数仍为40%，则该密闭容器的容积为 。
正确答案
（1）
试题分析：（1）由于反应是在恒温恒压下进行的，而此时A和B的物质的量之比还是1︰1，所以平衡是等效的，即C的体积分数不变。
A(g)+B(g)
起始量（mol） 1 1 0
转化量（mol） x x x
平衡量（mol） 1－x 1－x x
所以根据题意可知
解得x＝4/7mol
所以容器的容积是
则如果通入2molA和2molB，平衡时容器的容积是
（2）根据（1）中的计算可知，平衡时容器的容积是
点评：该题的关键只正确理解等效平衡的含有，然后根据题中条件分清类别，用相应的方法求解即可。
在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N2(g)＋3H2(g)
ΔH＜0，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
请完成下列问题：
(1)试比较K1、K2的大小，K1________K2(填“＞”“＝”或“＜”)
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是________(填字母编号)
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b．v正(N2)＝3v逆(H2)
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
(3)400 ℃时，反应2NH3(g)
正确答案
(1)＞ (2)c (3)2 ＞
(1)因反应是放热反应，升温平衡向左移动，反应程度减小，故K1＞K2；(2)因反应前后气体总体积发生变化，故压强不变，说明反应混合物中各组分的含量不变，即反应处于平衡状态；反应前后气体质量不变，容器容积不变，故反应过程中混合气体的密度一直保持不变；反应平衡时，3v正(N2)＝v逆(H2)；容器中N2、H2、NH3的浓度之比与反应是否达到平衡状态无关；(3)在400℃时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)
甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入3mol N2和4mol H2，反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为amol。
（1）相同温度下，向乙中通入2molNH3，且保持容积与甲相同，当反应达到平衡时，各物质的浓度与甲平衡中相同。起始时乙中还通入了____mol N2和____mol H2。
（2）相同温度下，若向乙中通入6mol N2和8mol H2，且保持压强与甲相等，当反应达到平衡时，生成氨的物质的量为b mol，则a∶b______1∶2；若乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成氨的物质的量为c mol，则a∶c_____1∶2 (填“＞”、“＜”或“＝”)。
正确答案
（1）2mol N2和1mol H2 （2）＝ ＜
（1）当反应达到平衡时，各物质的浓度与甲平衡中相同，说明平衡是等效的。乙中2mol氨气相当于是3mol氢气和1mol氮气。因此要使平衡等效，则还需要2mol N2和1mol H2。
（2）保持压强与甲相等，说明平衡是等温等压下的等效平衡，因此平衡时平衡氨的物质的量物质的量b＝2a，所以a∶b＝1∶2；由于氨的合成是压强减小的可逆反应，而乙能保持压强不变，所以乙中反应物的转化率大，即平衡时氨的物质的量物质的量c＞2a，即a∶c＜1∶2。
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