- 化学平衡
- 共20016题
含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。
（1）SO2可用于工业生产SO3。
①在一定条件下，每生成8g SO3气体，放热9.83kJ。该反应的热化学方程式为________。
②在500℃，催化剂存在的条件下，向容积为1L的甲、乙两个密闭容器中均充入 2 mol SO2和1 mol O2。甲保持压强不变，乙保持容积不变，充分反应后均达到平衡。
I．平衡时，两容器中SO3体积分数的关系为：甲_______乙（填“>”、“<”或“ =”）。
II．若乙在t1 min时达到平衡，此时测得容器乙中SO2的转化率为90%，则该
反应的平衡常数为_______；保持温度不变，t2 min时再向该容器中充入1 mol SO2和1 mol SO3，t3min时达到新平衡。请在下图中画出t2~t4 min内正逆反应速率的变化曲线（曲线上必须标明V正、V逆 ）
（2）硫酸镁晶体（MgSO4·7H2O )在制革、医药等领域均有广泛用途。4.92g硫酸镁晶体受热脱水过程的热重曲线（固体质量随温度变化的曲线）如右图所示。
①固体M的化学式为__________。
②硫酸镁晶体受热失去结晶水的过程分为_________个阶段。
③N转化成P时，同时生成另一种氧化物，该反应的化学方程式为_________。
正确答案
（1）①2SO2（g）+O2（g）⇌2 SO3（g）△H="-196.6" kJ/mol
②I ＞ II 810 L/mol
（2）①MgSO4•H2O ② 2 ③MgSO4
（1）①在一定条件下，每生成8gSO3的物质的量为0.1mol，放热9.83kJ，则每生成1mol三氧化硫反应放热98.3KJ，所以该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H="-196.6" kJ/mol。
②I．2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）正反应是体积缩小的反应，在500℃，催化剂存在的条件下，向容积为1L的甲、乙两个密闭容器中均充入2mol SO2和1mol O2，起始时甲、乙两容器体积相同，甲保持压强不变，乙保持容积不变，充分反应后均达到平衡，甲为了保持压强不变，容器的体积不断减小，这一过程相当于到达平衡后的乙对容器加压，加压平衡正移．因此，达平衡时，甲容器中SO3体积分数大于乙容器中的三氧化硫，故答案为＞；
II．乙在t1min时达到平衡，此时测得容器乙中的转SO2化率为90%，则2mol SO2和1mol O2在1L密闭容器在t1min内各物质浓度发生的变化如下：
2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）
起始浓度（mol/L） 2 1 0
变化浓度（mol/L）1.8 0.9 1.8
平衡浓度（mol/L）0.2 0.1 1.8
该反应的平衡常数为：k= C2(SO3)/C2(SO2)×C(O2)=（1.8mol/L）2/（0.2mol/L）2×（0.1mol/L）="810" L/mol。保持温度不变t2min时，化学平衡常数不变，再向该容器中充入1molSO2和1mol SO3，反应物SO2和生成物SO3，浓度在t2时都瞬间增加，所以t2时瞬间反应速率增大，在1L密闭容器在t2min内各物质浓度如下：
2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g），
起始浓度（mol/L） 1.2 0.1 2.8
此时浓度商为：QC= C2(SO3)/C2(SO2)×C(O2)=（2.8mol/L）2/（1.2mol/L）2×（0.1mol/L）＜K="810" L/mol，平衡向正反应方向移动，t3min时达到新平衡，图象如图所示
（2）①依据图象分析在150℃时固体质量变为2.76g，硫酸镁晶体加热失去结晶水，质量减小，设失去结晶水x个，则4.92g MgSO4•7H2O样品物质的量=4.92g÷246g/mol=0.02mol，
MgSO4•7H2O
0.02mol 0.02xmol
0.02xmol×18g/mol=4.92g-2.76g=2.16g
x=6 所以加热到150℃时固体为MgSO4•H2O
②依据图象分析在200℃时固体质量变为2.40g，硫酸镁晶体加热失去结晶水，质量减小，设失去结晶水Y个，
MgSO4•7H2O 
0.02mol 0.02Ymol
0.02Ymol×18g/mol=4.92g-2.40g=2.52g， x=7
所以加热到200℃时固体为MgSO4，所以硫酸镁晶体受热失去结晶水的过程分为两个阶段。故答案为2；
③硫酸镁晶体（MgSO4•7H2O）加热到200℃N时固体为硫酸镁，硫酸镁只含三种元素，N转化成P时，同时生成另一种氧化物，另一种氧化物只能是硫的氧化物，因镁的化合价未变，所以氧化物为三氧化硫，从图象中可知P时，固体质量为0.8克，氧化镁的物质的量为0.8g÷40g/mol=0.02mol，N转化成P时减少的固体质量2.40g-0.8=1.6g，硫的物质的量等于硫酸镁晶体的物质的量为0.02mol，所以氧元素的质量为1.6g-0.02mol×32g/mol=0.96g，物质的量为0.96g÷6g/mol=0.06mol，所以硫与氧的物质的量比为：0.02：0.06=1：3，进一步验证为三氧化硫，所以反应为：MgSO4
在一固定容积的密闭容器中进行如下反应：
（1）该反应的平衡常数K的表达式为___________________。
（2）该反应的正反应为__________（填“吸热”“放热”）反应。
（3）能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是___________。
A．
（4）在850℃时，可逆反应：
在该容器内各物质的浓度变化如下：
计算：3min～4min达到平衡时，CO的平衡浓度c3=________，CO2(g)的转化率a=________。
正确答案
（共10分）（1）
（2）放热（2分）
（3）AB（2分）
（4）0．120mol/L （2分） 60%（2分）
试题分析：（1）根据平衡常数的定义得该反应的平衡常数K的表达式为
（2）随温度升高，K逐渐减小，说明升温平衡逆向移动，所以正向为放热反应；
（3）A、达到化学平衡状态时，v正= v逆，且H2与H2O的物质的量之比为1:1，正确；B、达到化学平衡状态时，各物质的浓度不变，正确，答案选AB。
（4）850°C时，K=1．0，所以c3×c3=（0．2- c3）×（0．3- c3），解得c3=0．12mol/L,CO2的转化率为0．12 mol/L÷0．2 mol/L×100%=60%
（9分）在一定温度下, 把2molN2和6molH2通入体积不变的容器中。容器中发生以下反应: N2（g） + 3H2（g）
保持上述反应温度不变, 设a．b．c分别代表起始加入的N2．H2和NH3的物质的量。如果反应达平衡后混合气体中各物质的百分含量仍与上述平衡时完全相同, 那么：
（1）若a = 1．c =" 2," 则b = 。在此情况下, 反应起始时将向 方向进行（填“正”或“逆”）。
（2）若需规定起始时反应向逆方向进行，则c的范围是 。
正确答案
（1）3 ， 逆 ，
（2）1＜c≤4
试题分析： N2（g） + 3H2（g）
起始（mol） 2 6
转化（mol） x 3x 2x
平衡（mol）2-x 6-3x 2x
8-2x=7，x=0.5mol。
（1） N2（g） + 3H2（g）
平衡（mol） 1.5 4.5 1
某时刻（mol）1 b 2
根据以上数据知b=3，因为反应物的量小于平衡量，说明反应向逆反应进行。
（2）向逆向移动，则氨气的量必须大于平衡量1mol，同时不能高于最大值4mol，范围是1＜c≤4。
点评：利用三行式可以快速解决化学平衡计算。
一定温度下在10L容器中加入5molSO2和3molO2，当反应达到平衡时，有3molSO2发生了反应，则：
（1）生成了_________molSO3，SO2的转化率为_________（用百分数表示）。
（2）平衡时容器内气体的总物质的量为_________。
（3）平衡时SO2的浓度是_________ ，O2的浓度是_________，SO3的浓度是_________ 。
正确答案
略
已知：2SO3
（1）反应达平衡所需时间A B（大于；等于；小于）；达平衡时SO3的转化率
A B（大于；等于；小于）。
（2）若平衡后，向A、B中分别充入惰性气体， 容器的平衡将向 方向移动；若平衡后，向A、B中分别充入等物质的量SO3，重新达平衡时，两容器中的SO3转化率变化情况是（填变大、变小、不变）A ，B
正确答案
（1）小于；小于（各1分，共2分）
（2）B；正反应；变小；不变（各1分，共4分）
本题考查化学平衡移动；2SO3
（2）达到平衡后，分别充入惰性气体，A容器体积不变，反应体系的浓度不变，平衡不移动，B容器保持压强不变，体积增大，平衡向右移动；如果充入SO3，A容器保持体积不变，压强变大，SO3的转化率减小，B中充入SO3，与原平衡为等效平衡，SO3的转化率不变。
（10分）如下图，向A中充入1molX、1molY，向B中充入2molX、2molY，起始时，V（A）=V（B）=a L。在相同温度和催化剂存在下，两容器中各自发生下述反应：
X + Y
⑴A中X的转化率α（A） 。
⑵A，B中X的转化率关系：α（A） α（B）（填“>”、“<”、“=”）。
⑶打开K，一段时间又达到平衡，A的体积为 L（连通管中气体体积不计）。
正确答案
(1)40% (2)> (3)2.6a
(4)c 正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动。
（1） X + Y
起始量（mol） 1 1 0 0
转化量（mol） a a 2a a
平衡量（mol） 1－a 1－a 2a a
因此有2/(2+a)=1/1.2，解得a＝0.4mol
所以X的转化率是40％
（2）由于反应是体积增大的，所以在反应过程中A中的压强大于B中的压强。压强大，有利于平衡向正反应方向移动，转化率大，即A中X的转化率大于B中X的转化率。
（3）打开K之后，起始物质的物质的量之比是相同的，因此平衡是等效的。所以根据已知可知，平衡时容器的总体积应该是是1.2 a L×3＝3.6aL，则A中的体积是3.6aL－aL=＝2.6aL。
如下图所示，当关闭K时，向A 中充入2molX、7molY，向B中充入4molX、14molY，起始时V（A）=V（B）=a升，在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：2X（g）+2Y（g）
（1）B中X 的转化率α（X）B为 。
（2）A中W和B中Z的物质的量的比较：n（W）A n（Z）B（填＜、＞、或＝）
（3）打开K，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）时，B的体积为 升（用a表示，连通管中气体体积不计）
（4）要使B容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是 。
正确答案
（1）90％ （2）＜ （3）0.35a （4）升高温度
（1）平衡时B中总物质的量为：0.9a×18/a=16.2mol，设：参加反应的X为nXmol有：2∶1=nX∶（18-16.2）nX=3.6molα（X）B=3.6/4=90℅
（2）B平衡状态可视为A状态体系体积缩小一半形成的，而A体系体积缩小时，平衡向正方向移动，也就是B中Z的物质的量在2倍于A中Z的物质的量的基础上有所增加，又A中W物质的量是Z的2倍，所以B中Z的物质的量大于A中W的物质的量。
（3）打开K意味着A、B在等温等压下建立平衡，与B中平衡状态等效，A、B可视为一个容器，其中A的转化率仍为90℅，求得平衡时总物质的量为：6－6×0.9＋体积。
（12分）
（1）在密闭容器里，通入x mol SO2和y mol O2，发生化学反应：2SO2 (ｇ) + O2 (ｇ)
①降低温度____________________ ；
②当容器容积不变，充入更多的O2 ____________________ ；
③当容器容积不变，通入氖气____________________。
（2）来自石油的基本化工原料苯和乙烯，都有着十分广泛的用途。请回答：
④可以用来鉴别苯蒸气和乙烯的试剂是____________________（填序号）。
A．水 B．溴的四氯化碳溶液 C．酸性高锰酸钾溶液
⑤苯分子具有平面正六边形结构，所有原子共一个平面，则苯分子中在一条直线上的原子最多有____________________ 个。
⑥在一定条件下，乙烯能与水发生加成反应生成有机物A，写出A与Na反应的化学方程式________________________________________。
正确答案
（每空2分，共12分）
（1）①减小 ②增大 ③不变
（2）④ABC （选1项不计分，选2项给1分，全部选对且未多选给2分）；
⑤4 ⑥2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
略
（共10分）在一定条件下，将3molA 和1mol B 两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）+B（g）
（1）x=__________
（2）温度降低，平衡向右移动，则正反应是_____（填“放热”或“吸热”）反应。
（3）B的转化率为_________。
（4）能判断该反应达到平衡状态的依据是________（填编号）
A. 混合气体的密度不变
B. 容器中的压强不再变化
C. 生成D的反应速率是生成B的反应速率的2倍
D. 单位时间内生成3molA，同时生成1molB
（5）2min内平均速率v(A)＝____________________________________。
正确答案
（1）1 （2）放热 （3）40％ （4）BC （5）0.3mol/L min
略
（8分）已知可逆反应：Fe(s) ＋ CO2(g)
（1）写出该反应的平衡常数表达式____________________。
（2）若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，改变下列条件再达平衡后判断(选填“增大”、
“减小”、“不变”)：
①升高温度，混合气体的平均相对分子质量_________；
②充入氦气，混合气体的密度__________。
（3）该反应的逆反应速率随时间变化情况如右图所示。
①从右图可知，在t1时改变了某种反应条件，反应在
t2时达到平衡，改变的条件可能是_______(选填编号)。
a．升高温度 b．增大CO2的浓度
c．减小CO2的浓度 d．使用催化剂
②如果在t3时增加CO2的量，t4时反应又处于新平衡状态，请在上图
③能作为判断该反应达到平衡状态的依据是 (选填编号)。
a．v正(CO2)＝v逆(CO) b．容器内气体总压强不再变化
c．容器内气体密度不再变化 d．使用催化剂后，正、逆反应速率同比例加快
正确答案
（1）
（3）①a、d（2分） ②
略
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