- 化学平衡
- 共20016题
（14分）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 = +489．0 kJ·mol－1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172．5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的ΔH 0 （填“>”、“<”或“＝”）。
③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“＝”)。
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为 。
当氨碳比
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为 。
正确答案
（1）Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28．5 kJ·mol－1
（2）① 
（3）（2）2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O 40 % ②CO2+8e—+8H+=CH4+2H2O
试题分析：(1) ①－②×3，整理可得Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28．5 kJ/mol。（2）①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度的幂指数的乘积与各种反应物浓度的幂指数的乘积的比。对该反应来说，K=
（8分）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2(g)＋H2(g)
（1）该反应正向为ΔH 0；若该反应符合如图所示的关系，则在图中，Y轴是指 。 （答出一种即可）
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 （多选扣分）。
a．容器中压强不变 b．混合气体中c(CO)不变
c．v (H2)正＝v (H2O)逆 d．c(CO2)＝c(CO)
（3）某温度下，平衡浓度符合下式： 0.9·c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，由此可以判断此时的温度为 ℃。其它条件不变，升高温度，原化学平衡向 反应方向移动（填“正”或“逆”），容器内混合气体的平均相对分子质量 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
正确答案
（1）>；CO2或H2的百分含量（2）b、c（3）800℃；正；不变
试题分析：（1）K随温度升高而增大，所以正反应是吸热反应。图中随着温度升高，Y轴代表的物理量减小，Y轴可表示CO2或H2的百分含量。
（2）该反应各物质都是气体且反应前后化学计量数不变，所以不管是否平衡压强都不变，a错误；混合气体中c(CO)不变证明反应达到平衡状态；反应中H2和H2O速率相等，所以v (H2)正＝v (H2O)逆证明反应达到平衡状态；c(CO2)、c(CO)浓度不变可说明反应达到平衡状态，而不是二者浓度相等，D错误。
（3）
点评：平衡常数是温度的函数，学会利用平衡常数判断反应的热效应。
（本题共12分）在恒温、恒容的密闭容器中，混合气体A、B、C 的物质的量浓度(c)与时间(t) 的关系如下表所示:
请填空:
(1)前2mim内，v(B)= 。
(2) 到2mim末A 的转化率为 。
(3)该反应的化学方程式为 。
(4)6 min - 8 min若只改变了反应体系中某一种物质的浓度，则应为 (填选项字母)
a.增大A的浓度 b.减小B的浓度 c.增大C的浓度
则该物质的浓度改变量为 mol·L -1
（5）如果在相同条件下，若开始加入的三种物质的物质的量浓度是原来的2倍，则 是原来的2倍。
a. A的转化率 b. B的平衡浓度 表 c.达到平衡的时间 d.平衡时气体的密度
正确答案
（本题共12分，每空2分）(1) 0.30mol/L.min (2) 12%
(3) 2A
（1）根据表中数据可知，前2min内B的浓度增加了2.16mol.L－1.56mol/L＝0.6mol/L，所以反应速率是0.6mol/L÷2min＝0.3mol/(L·min)。
（2）2min末时A的浓度降低了0.30mol/L，所以A的转化率是0.30÷2.50×100％＝12％。
（3）C的浓度增加了0.15mol/L，所以根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，反应的方程式是2A
（4）6 min～8 min时，A、C的浓度增加，B的浓度降低，所以改变的条件是增大了C的浓度，答案选c。
（5）温度不变，平衡常数不变；若开始加入的三种物质的物质的量浓度是原来的2倍，则相当于增大压强，平衡向逆反应方向进行，所以bc不正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，所以密度是原来的2倍。
（10分计入总分）在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如下图的反应，各物质量起始加入量如下：M为2.5moL,N为3mol,P为0 mol。A、C、D各为0.5mol， B为Xmol，当X在一定范围内变化时，均可以调节反应器的温度，使两侧面反应达平衡，并且隔板刚处于中间位置。
若达平衡后，测得M的转化率为75%，请读写下列空白。
①达平衡后，反应左室气体总的物质的量为 。
②若欲使右室V正>V逆，X的取值范围是 。
③若欲使右室反应V逆>V正，X的取值范围是 。
正确答案
2.5mol 1
（1）左侧反应是体积不变的可逆反应，所以气体的总的物质的量还是2.5mol。
（2）由于隔板刚处于中间位置，所以两侧容器中气体的物质的量应该是相同的，即右侧也应该是2.5mol。由于右侧反应是体积减小的可逆反应，所以若欲使右室V正>V逆，则0.5mol＋0.5mol＋0.5mol＋x＞2.5mol，解得x＞1.0mol。又因为当A完全转化时，生成C和D分别是1mol和0.5mol，消耗B是2mol。所以必须满足x－2mol＋1mol＋0.5mol＋0.5mol＋0.5mol＜2.5mol，解得x＜2mol，因此x的取值范围是1
（3）若欲使右室反应V逆>V正，则应满足0.5mol＋0.5mol＋0.5mol＋x＜2.5mol，解得x＜1.0mol。同样分析，当C完全转化时，生成A和B分别是0.25mol和1mol，消耗D是0.25mol。所以必须满足x＋1mol＋0.5mol＋0.25mol＋0.5mol－0.25mol＞2.5mol，解得x＞0.5mol，所以x的取值范围是0.5
（6分）已知T℃、P kPa时，在容积为V L密闭容器内充有1 mol A和1 mol B．保持恒温恒压，使反应：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2 mol C，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1 mol A和1 mol B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）10V/7；40%；（2）5V/7
略
(1)(浙江高考)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)，则反应CH4(g)＋H2O(g)
(2)(天津高考)写出WO3(s)＋3H2(g)
(3)(福建高考)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(s)反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：________。
正确答案
(1)
(2)K＝
(3)平衡常数随温度升高而变小
(1)据题中Kp的描述可知，Kp＝
(2)根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式为K＝
（14分）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2（g）＋H2（g）
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝ 。
（2）该反应为 反应（选填吸热、放热）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
（a）容器中压强不变 （b）混合气体中 c（CO）不变
（c）v正（H2）＝v逆（H2O） （d）c（CO2）＝c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式： c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为 ℃。
正确答案
（共14分）（1）
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。所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K＝
（2）根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大。这说明升高温度，平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项b之前；根据方程式可知，反应前后体积不变，所以压强始终是不变的，a不正确；c中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，正确；平衡时各种物质的浓度不再发生变化，但各种物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，d不正确，答案选bc。
（4）将c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O）代入平衡常数表达式可知，K＝1，所以温度是830℃。
点评：平衡常数的大小可以衡量反应的进行的程度，该常数只与温度和化学计量数有关系。在平衡状态的判断、可逆反应的有关计算中，平衡常数都起着非常重要的作用，需要熟练掌握，并能灵活运用。
（12分）（每空3分）碘钨灯具有使用寿命长、节能环保等优点。一定温度下，在碘钨灯灯泡内封存的少量碘与沉积在灯泡壁上的钨可以发生如下的可逆反应：
W（s）+ I2（g）
为模拟上述反应，在450℃时向一体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨，2min后反应达到平衡，测得碘蒸气浓度为0.005 mol·L-1。请回答下列问题：
（1）前两分钟内碘蒸气的反应速率为 。
（2）能够说明上述反应已经达到平衡状态的有 。
E．容器内混合气体的密度保持不变
（3）下图为该反应在450℃时的时间—速率图，则t2时刻改变的外界条件可能是 ，若t4时刻将容器压缩至一半（各物质状态不变），保持该条件至t6，请在图中画出t4到t6时间段内大致曲线图，并在相应曲线上标上υ3(正)、υ3(逆)
正确答案
（1）0.0225mol·L-1·min-1 （2）C E
（3）充入碘蒸气（或者增大碘蒸气的浓度）
W（s）+ I2（g）
0.05 mol·L-1 0
0.0045 mol·L-1 0.0045 mol·L-1
0.005 mol·L-1 0.0045 mol·L-1
（1）前两分钟内碘蒸气的反应速率为 0.0045 mol·L-1∕2 min=0.0225mol·L-1·min-1
（2）能够说明上述反应已经达到平衡状态的有固体的W的质量不再变化
D．单位时间内，金属钨消耗的物质的量与碘化钨生成的物质的量相等。
（共12分）在容积固定为2L的密闭容器中，充入0.180 molHI，480℃时反应：
2HI（g）
反应进行至10min后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。
（1）0~2min内H2的平均反应速度为 。达平衡时，HI的转化率是_________。（2）上述正向反应是： 反应（选填：放热、吸热）。
（3）某温度下上述反应平衡时，恒容、升高温度，原化学平衡向 反应方向移动（填“正”或“逆”），正反应速率 （填“增大”、“减小”或“不变”），容器内混合气体的压强 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）480℃时，反应H2（g）+I2（g）
（5）要增大反应2HI（g）
A．增大HI起始浓度
B．向混合气体中通入I2
C．使用高效催化剂
D．升高温度
正确答案
（1）0.002mol/(L·min)，22.2% （2）吸热
（3）正，增大，增大。 （4）1/49 5）D
（1）0~2min内HI的速率为
由表格中数据可知，反应到8分钟时，HI的浓度不再改变，即反应已经达到平衡，此时HI的转化率为
（2）由题意知，可逆反应2HI（g）
（3）升温时，平衡向吸热反应方向移动，即正向移动；正逆反应速率均增大；由于两边气体系数相等，混合气体的总物质的量并不改变，但温度升高，由PV=nRT可知，压强增大
（4）由平衡常数的定义可知，在480℃时，K=
（5）K只与温度有关，升温平衡右移，K增大，故答案为D
t℃时，将3mol A和1molB气体通入体积为2L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应：
3A（g） + B(g) 
(1)从开始反应至达到平衡的状态,生成C平均反应速率为 .
(2)x= ;平衡常数K= .
(3)若继续向原混合物的容器中通入少量氦气(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、平衡不移动
（4）若向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在t℃时达到新平衡，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
(1)0.2mol/(L·min) (2) 4 1/27(或0.037) (3)C (4)0.8 + 0.2a (5)n(A)/n(B) ＝3/1,n(C)≥0
试题分析：（1）C的浓度为0.4mol/L，则生成C的反应速率是0.4mol/L÷2min＝0.2mol/(L·min)。
（2）消耗B的物质的量是0.2mol，其浓度是0.1mol/L，则根据浓度的变化量之比是相应的化学计量数之比可知，x＝4。平衡时剩余A的物质的量是3mol－0.6mol＝2.4mol，其浓度是1.2mol/L，所以平衡常数K＝
（3）氦气不参与反应，所以平衡不移动，答案选C。
（4）由于反应前后体积不变，则向原平衡混合物的容器中再充入amolC，则平衡是等效的，所以在t℃时达到新平衡，此时B的物质的量为
（5）由于反应前后体积不变，则等效平衡的条件是等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。所以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n(A)/n(B) ＝3/1，n(C)≥0。
点评：该题是中等难度的试题，试题综合性强，对学生的思维能力提出了更高的要求。试题在侧重对学生基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。该题的关键是明确平衡常数和等效平衡的含义以及影响因素，然后依据方程式灵活运用即可。有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生分析、归纳、总结问题的能力。
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