- 化学平衡
- 共20016题
(8分)某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。
(1)体系中发生反应的化学方程式是 ；
(2)列式并计算该反应在O-5min时间内产物Z的平均反应速率： ；
(3)该反应在第 分钟(min)时达到平衡状态；
(4)若使该反应的速率增加，下列措施一定不能达到目的的是 。
A．升高温度
B．降低温度
C．使用催化剂
D．保持容器体积不变加入lmolx和2moly
正确答案
(1)X +2Y 
（1）根据表中数据可知，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增加，即XY是反应物，Z是生成物。反应进行到1mon时，X减少了0.1mol，Y减少了0.2mol，Z增加了0.2mol，所以方程式为X +2Y
（2）反应在O-5min时间内产物Z的物质的量变化量是0.7mol，所以其反应速率是
（3）根据表中数据可知，反应进行到9min是，各种物质的物质的量不再发生变化，所以反应达到平衡状态。
（4）考查外界条件对反应速率的影响。一般情况下，增大反应物的浓度，或升高温度，或增大反应物的接触面积，或使用催化剂等都可以加快反应速率，所以ACD都可以是反应速率加快，降低温度，反应速率降低。答案选B。
（10分）研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）已知：2SO2（g）+O2（g）
2NO（g）+O2（g）
则反应NO2（g）+SO2（g）
（2）一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a．体系压强保持不变 b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变 d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝ 。（保留2位小数）
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是 。
正确答案
（1）－41.8 
（3）< 在1.3×104kPa 下，反应物CO的转化率已较高，再增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失
略
甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH4(g)+H2O(g)
II：CO(g)+2H2(g)
（1）CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
（2）将1.0mol CH4和1.0mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100℃时达到平衡所需构时间为5min，则用H2表示该反应的平均反应速率为 。
②1000C时反应I的平衡常数为 。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a molCO与2a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器舶容积压缩到原来的1/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是 （填字母序号）。
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将CO2+氧化成CO3+，然后以CO3+做氧化剂再把水中的甲醇氧化成CO2而净化。若下图装置中的电源为甲醇－空气－KOH溶液的燃料电池，则电池正极的电极反应式： ，该电池工作时，溶液中的OHˉ向 极移动。净化含1mol甲醇的水，燃料电池转移电子 mol。
正确答案
（16分）（1）CH4(g)+ H2O(g)
（2）0.003mol•Lˉ1•minˉ1（2分，单位写错0分） 6.75×10ˉ4（2分）
（3）C、D(共2分，只答对一个给1分，答错一个0分)
（4）O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ（3分，电极反应式没配平0分） 负（2分） 6（2分）
试题分析：（1）根据盖斯定律可知，已知反应I+II可得：CH4(g)+ H2O(g)= CH3OH(g)+H2(g) △H=+77.0kJ•molˉ1；（2）CH4的起始浓度为1.0mol÷100L=0.01mol•Lˉ1，读图可知100℃时其平衡转化率为50%，则CH4的变化浓度为0.01mol•Lˉ1×50%=0.005mol•Lˉ1，则v(CH4)= 0.005mol•Lˉ1÷5min=0.001mol•Lˉ1•minˉ1，根据系数之比等于速率之比可知，v(H2)=3×v(CH4)= 0.003mol•Lˉ1•minˉ1；根据变化浓度之比等于系数之比，则反应I：
CH4(g) + H2O(g)
起始浓度/ mol•Lˉ1 0.01 0.01 0 0
变化浓度/ mol•Lˉ1 0.005 0.005 0.005 0.015
平衡浓度/ mol•Lˉ1 0.005 0.005 0.005 0.015
K=[c(CO)•c3(H2)]/[c(CH4)•c(H2O)]= [0.005×0.0153]/[ 0.005×0.005]=6.75×10ˉ4
（3）反应II是气态物质体积减小的反应，缩小容器体积，能增大各组分浓度，也能增大压强，平衡向正反应方向移动，但是平衡常数保持不变，因为温度不变平衡常数K不变，故A错误；同时增大反应物和生成物的浓度，正、逆反应速率均增大，但是v(正)>v(逆)，所以平衡右移，故B错误；增大压强平衡右移，使生成物的量增加，故C正确；增大压强平衡向正反应方向移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则重新平衡后反应物浓度/生成物浓度的值减小，故D正确；（4）甲醇完全燃烧生成CO2和H2O，CO2和过量KOH反应生成K2CO3和H2O，则该电池负极的主要反应物和产物分别是CH3OH、CO32ˉ，碳元素由－2价升为+4价，则CH3OH－6eˉ→CO32ˉ，由于KOH是强碱，应该用OHˉ使左右电荷守恒，则CH3OH－6eˉ+8OHˉ→CO32ˉ，根据氢、氧原子个数守恒可得，负极反应式为CH3OH－6eˉ+8OHˉ=CO32ˉ+6H2O或2CH3OH－12eˉ+16OHˉ=2CO32ˉ+12H2O；而正极的主要反应物是O2，同理可推断正极反应式为O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ或3O2+6H2O+12eˉ=12OHˉ；放电时负极流出电子，正极流入电子，则阴离子移向负极，阳离子移向正极，则溶液中的OHˉ移向负极；根据系数之比等于物质的量之比，则1mol甲醇完全反应失去6mol电子，因此该燃料电池转移6mol电子。
（10分）计算填空：
（1）（2分）1mol某金属单质与足量的H2SO4反应，放出1.5molH2（标况下）并转化为具有Ne原子的电子层结构的离子，则该金属在周期表的位置 。
（2）（6 分）已知在2L的容器中进行下列可逆反应，各物质的有关数据如下：
_ aA (g)+ bB (g) 
起始物质的量（mol）： 3 2 0
2s末物质的量浓度（mol/L）： 0.9 0.8 0.4
则①a= ，b= ；
②2S内B的反应速率= 。
（3）（2分） 1 mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
正确答案
（1）第三周期第ⅢA族（2分）
（2）①a=3（2分） b="1" （2分） ②0.1mol/（L·S）（2分）
（3）NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H =" -" 234kJ·mol-1（2分）
（1）1.5mol氢气，共转移电子是1.5mol×2＝3.0mol，所以该金属原子在反应中失去3铬电子。由于离子具有氖原子的电子层结构，因此金属的原子序数为13，即为铝元素，位于第三周期第ⅢA族。
（2）根据方程式可知A、B、C的浓度变化量分别是（mol/L）0.6、0.2、0.4，所以化学计量数之比为3︰1︰2，因此a＝3，b＝1。B的平均反应速率是
（3）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，反应热为134 kJ·mol-1－368 kJ·mol-1＝- 234kJ·mol-1，所以反应的热化学方程式为NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H =" -" 234kJ·mol-1。
（9分）某同学探究同周期元素性质的递变规律，并讨论影响化学反应速率的因素，选用的试剂如下：镁条、铝条、铝粉、钠、新制的Na2S溶液、新制的氯水、0.5mol/L的盐酸、3mol/L的盐酸、酚酞试液，其设计的实验方案及部分实验现象如下表：
请回答下列问题：
（1）实验③的现象是 ，该反应的离子方程式为 ，
（2）由实验③得出的实验结论是
（3）由实验②可得出决定化学反应快慢的主要因素是
（4）实验④中，因为铝粉消失所用的时间短，因此，该同学得出结论：铝比镁易失电子，该结论是否正确？ （填是或否）
（5）通过实验④说明要加快化学反应速率可 或 。
正确答案
（1）生成黄色沉淀 Cl2 + S2— = 2Cl—+ S↓（2分）
（2）氯原子得电子能力强于硫原子得电子能力（其他合理答案同样得分）（2分）
（3）反应物本身的性质
（4）否
（5）增大反应物浓度 增大反应物接触面积（本题除注明分数外，每空1分）
略
（6分）在某体积为2L的密闭容器中充入1.5mol NO2和2mol CO，在一定条件下发生反应：
NO2+CO 
（1）此段时间内，用CO2表示的平均反应速率为 。
（2）2 min时，CO 的转化率为 。
（3）假设此反应在5 min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量 （填“大于”、“小于”或“等于”）开始时容器内气体的总物质的量。
正确答案
（1）0.125 mol·l-1·min-1 (2) 25% (3) 等于
略
在80℃时，将0.40mo1的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2O4
（1）计算0～20s内用NO2表示的平均反应速率为 mo1•L—1•s—1。
（2）计算在80℃时该反应的平衡常数K= （请注明单位）。
（3）反应进行至100s后将反应混合物的温度升高，混合气体的颜色 （填“变浅”“变深”或“不变”）。
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施有 （填序号）。
A．增大N2O4的起始浓度
C．使用高效催化剂
B．向混合气体中通入NO2
D．升高温度
（5）如图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线，请在该图中补画出（不用计算，定性处理）该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
正确答案
（1）0.006
（2）1.8mol/L
（3）变深
（4）D
（5）如下图：
试题分析：（1）v(NO2)=
在温度t1和t2下，X2(g)和 H2反应生成HX的平衡常数如下表：
化学方程式
K (t1 )
K (t2)
1.8
43
34
（1）已知t2〉t1,HX的生成反应是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）HX的电子式是 。
（3）共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强，HX共价键的极性由强到弱的顺序是 。
（4）X2都能与H2反应
(5)K的变化体现出
（6）仅依据K的变化，可以推断出：随着卤素原子核电荷数的增加，_______（选填字母）
a. 在相同条件下，平衡于
b. 
c. HX的还原性逐渐
d. HX的稳定性逐渐减弱
正确答案
略
经过长期实践，人们总结出反应速率和反应物浓度间的定量关系：在恒温下，对简单反应来说，化学反应速率同反应物浓度方次乘积成正比（反应物浓度的方次，等于反应式中各化学式前的化学计量数）。如：对于反应式mA+Nb====C，v=K［A］m·［B］m（其中K为常数）。
今有一反应aA+bB====C，在25 ℃时，将A、B溶液按不同浓度混合，得下列实验数据：
分析以上数据，求出a、b的值：a=_________________,b=_________________。
正确答案
1 2
由题意可知：v=K［c(A)］a·［c(B)］b，将第一组数据代入上式得：K=1.2×10-2；将第二组数据代入得b=2;将第三组数据代入得a=1。
某化学反应2A (g) ≒ B(g) + D(g) 在4种不同条件下进行，B和D的起始浓度为0 ，反应物A 的浓度(mol•L-1) 随反应时间 (min) 的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（1）实验1达到平衡的时间是 min，实验4达到平衡的时间是 min，C3 1.0 mol•L-1（填“< ”、“ > ”或“ = ” ）。
（2）实验4比实验1的反应速率 （填“快”或“慢”），原因是 。
（3）如果2A (g) ≒ B(g) + D(g) 是一个放热反应，那么实验4与实验1相比， 放出的热量多，理由是 。
正确答案
（1）40 、 >
（2）快 、 温度较高。
（3） 4 、反应的量较多
略
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