- 化学平衡
- 共20016题
2A 
(1) 若温度升高，平衡向正反应方向移动，则正反应是_________反应（填放热或吸热）；
(2) 若B为固体，降低压强平衡
(3) 若A是气态时，加压时，平衡不移动，则B为_________态，C为__________态；
(4) 若A、B、C均为气体，加入催化剂，平衡___________移动(填
正确答案
（1）_吸热 ；(2) __气_______；(3) B为__气__态，C为__气__态；(4) __不_
略
(12分)
随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，用活性炭还原法处理氮氧化物是消除氮氧化物污染的有效方法。
⑴已知产物 A、B 都是参与大气循环的气体，请结合下表数据写出NO与活性炭反应的化学方程式：
⑵某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
浓度/mol·L－1
/
时间/minNO
Ａ
Ｂ
0
0. 10
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.040
0.030
0.030
30
0.040
0.030
0.030
40
0.032
0. 034
0.017
50
0.032
0. 034
0.017
①T1℃时，求该反应平衡常数（列出Ｋ的表达式，要求计算过程）。
②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是 。
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、A、B的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H 0（填“>”、“=”或“<”）。
④压缩容器体积，增大压强对该反应的反应速率和平衡移动的影响是 。
正确答案
（12分）
(1) C+2NO
(2) ①0.56 (4分：表达式 1分，过程1分，结果2分，有效数字错误扣1分)
②分离出了B（2分） ③<（2分）
(3)压缩容器体积，增大压强，加大反应速率；平衡不移动（2分）
略
固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)
某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。a,b,c,d括号内数据表示坐标。
（1）a点正反应速率_______（填大于、等于或小于）逆反应速率。
（2）下列时间段平均反应速率最大的是___________。
A．0～1min B．1～3min C．3～8min
（3）仅改变某一实验条件再进行两次实验，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III对应的实验条件改变是_________。
(4)比较以上三种不同状态下的平衡常数大小（用KⅠ、KⅡ、KⅢ表示） 。
(5)若在开始时，科学实验将3molCO2和4molH2充入2L的密闭容器中,其他条件不变，达平衡后氢气的物质的量n 1mol(填大于，小于或等于)。
正确答案
（共8分） ⑴大于(1分) ⑵A(1分) ⑶升高温度(1分) 增大压强(1分)
⑷ KⅠ
略
（14分）氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。
（1）某硝酸厂处理尾气中NO的方法是：催化剂存在时用H2将NO还原为N2。
已知：
则H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是：
。
（2）在一定条件下，用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO2(g)+4H2 (g) 
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol·L一1，H2 0.8mol·L一1，CH40.8mol·L一1，H2O1.6mol·L一1。则CO2的平衡转化率为 。上述反应的平衡常数表达式K= 。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H 0（填“>’’或“<”）。
（3）某研究小组以H2与CaCl2制备某种钙的化合物。已知反应只生成甲、乙两种化合物。对产物分析发现：化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%，化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题：
①乙的化学式为 。
②甲与水反应可得H2，其化学方程式是：
。
（4）H2的获得途径很多，由哈工大研究小组设计的微生物电解有机废水法，既可以清除废水中的有机杂质，同时可以获得氢气。下图为一种处理含甲醇工业废水的微生物电解池，写出电解过程中，阳极发生的电极反应式： 。
正确答案
（1）2NO(g) +2H2(g)＝N2(g) + 2H2O(g) △H＝－665kJ·moL－1（2分）
（2）80%； c(CH4)·c2(H2O)/c(CO2)·c4(H2)；＜ （各2分）
（3）①HCl（2分） ②2CaHCl + 2H2O＝CaCl2 + Ca(OH)2 + 2H2↑（3分）
（4）CH3OH－6e—＋H2O＝CO2↑＋6H+
试题分析：（1）首先写出H2还原NO生成氮气和水蒸气的化学方程式并注明状态：2NO(g) +2H2(g)＝N2(g) + 2H2O(g)，然后根据键能求出焓变，∆H=2×630kJ•mol‾1+2×436kJ•mol‾1—945kJ•mol‾1—4×463kJ•mol‾1=－665kJ·moL－1，可得热化学方程式。
（2）设起始时CO2和H2的物质的量浓度分别为x、y；
CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）
起始浓度（mol•L‾1） x y 0 0
变化浓度（mol•L‾1） 0.8 3.2 0.8 1.6
平衡浓度（mol•L‾1） 0.2 0.8 0.8 1.6
x=0.8mol•L‾1 +0.2mol•L‾1 =1mol•L‾1，y=3.2mol•L‾1 +0.8mol•L‾1 =4mol/L；
CO2的平衡转化率=0.8mol•L‾1÷1mol•L‾1×100%=80%；根据平衡常数的含义可知平衡常数表达式K= c(CH4)·c2(H2O)/c(CO2)·c4(H2)；300℃时平衡常数为：0.8×1.62 ÷（0.2×0.84）=25，200℃时该反应的平衡常数K=64.8，说明温度升高，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，∆H<0。
（3）①化合物乙的水溶液显酸性，根据元素守恒知乙为氯化氢。
②化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%，还有一种元素，根据反应中元素守恒知，另一种元素为氢元素，则其钙原子、氯原子和氢原子个数之比=52.29%/40:46.41%/35.5:(1-52.29%-46.41%)/1=1:1:1，所以所以甲的化学式为CaHCl，甲和水反应生成氢气，同时生成氯化钙、氢氧化钙，反应方程式为：2CaHCl+2H2O=CaCl2+Ca（OH）2+2H2↑
（4）阳极上发生CH3OH失电子反应，电极方程式为：CH3OH－6e—＋H2O＝CO2↑＋6H+
T℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、 B、C浓度变化如图(I)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(II)所示。
根据以上条件，回答下列问题：
（1）A与B反应生成C的化学方程式为_________________________________________，
正反应为_________________________（填“放热”或“吸热”）反应。
（2）t1min后，改变下列某—条件，能使平衡向逆反应方向移动的有___________（填字母编号）。
A．保持其他条件不变，增大压强
B．保持容器总体积不变，通入少量稀有气体
C．保持其他条件不变，升高温度
正确答案
（共6分）（1）A(g)+3B（g）
（2）C (2分)
试题分析：（1）由图（Ⅰ）知在一定时间内，A、B、C浓度的变化量之比等于1:3:2，所以A与B反应生成C的化学方程式为A(g)+3B（g）
（2）A、增大压强平衡正向移动，错误；B、容器总体积不变，通入少量稀有气体，各物质的浓度不变，平衡不移动，错误；C、升温，平衡逆向移动，正确，答案选C。
某温度下，向某密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气，使之反应合成氨，平衡后，测得氨的体积分数为m。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应重新达平衡后，氨的体积分数仍然为m。若氮气、氢气和氨的加入量用x，y，z表示，应满足：
（1）温度、体积恒定时：若x=0，y=0则z=_______。温度、压强恒定时：若x=0，y=0则z_______。
（2）温度、体积恒定时：若x=0.75mol，y_______，z_______。温度、压强恒定时：若x=0.75mol，y_______，z_______。
（3）温度、压强恒定时：x，y，z应满足的关系是__________。
正确答案
（1）温度、体积恒定时：z=2mol，温度、压强恒定时：z＞0。
（2）温度、体积恒定时：y=2.25mol，z=0.5mol，
温度、压强恒定时：y=2.25mol，z≥0。
（3）温度、压强恒定时：x，y，z应满足的关系是y=3x，z≥0。
【错解分析】（1）温度、压强恒定时：z=2mol
（2）温度、压强恒定时：z=0
（3）温度、压强恒定时：y=3x，z=2-2x
【正解】温度、体积恒定时，为了使达到平衡时氨的体积分数保持不变，加入的量必须和初始加入的量相当，即全为反应物应是1mol氮气和3mol氢气；全为生成物应是2mol氨气（若反应物、生成物皆有，折算为上述量）。但遇到温度、压强恒定时，由于思维定势，往往也取相当量，只能得出所有满足条件中的一个特殊情况。
实际上为了满足温度、压强恒定，只需根据体积大小，加入与初始相当的量即可满足题目的要求。如：假设本题的初始体积为VL，加入1mol氮气和3mol氢气，平衡后，测得氨的体积分数为m。而当体积改为2VL时，应加入2mol氮气和6mol氢气（或4mol氨，或其他相当的量），相当于每VL里仍加入1mol氮气和3mol氢气，平衡后，氨的体积分数不变，仍为m；……。因此，z的取值由体积大小而定，若无反应物，z为大于零的任意值；若有反应物，z为大于等于零的任意值。
Ⅰ、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： N2（g）＋3H2（g）
（1）工业生产中，该反应通常在高压下进行反应，做出此选择的理由是：
① ；
② 。
（2）开始时放入1mol N2和3mol H2，到达平衡后，生成amol NH3，若开始时放入χmol N2、3mol H2和y mol NH3，到达平衡后，NH3的物质的量为 3amol，则x＝ mol，y＝ mol。
Ⅱ、若该容器恒压、绝热（与外界不发生热交换），在一个与（2）反应前起始条件完全相同的容器中发生上述反应
（3）若开始时放入1mol N2和3mol H2，到达平衡后，生成b mol NH3，将b与（2）小题中的a进行比较 （选填一个编号）
（甲）a
作出此判断的理由是 。
Ⅲ、某研究性学习小组为探究利用电化学原理合成氨，设计如图所示的装置，
（4）电极B为 极
（5）电极A发生的电极反应式为
（6）该电池工作一段时间后，电解质溶液pH （填增大、减小或不变）
正确答案
略
已知：N2O4(g) 
在100℃时，将0.100molN2O4气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：
（1） 该反应的平衡常数表达式为 ______；从表中数据分析：
c1 c2 (填“>” 、“<” 或“="”" ）。
（2）下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是
A．容器内压强不再发生变化
B．NO2的体积分数不再发生变化
C．容器内气体原子总数不再发生变化
D．相同时间内消耗n mol N2O4的同时生成2n mol NO2
E．反应体系中NO2、N2O4的体积比为1:2
（3）若起始时充入NO2气体0.200mol，则达到平衡时NO2气体的转化率为a；其它条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是 (填字母）。
A．降低温度
B．减小NO2的浓度
C．升高温度
D．增加NO2的浓度
E．再充入一定量的He
正确答案
（1）k=9 
试题分析：由表框可知c(NO2)="0.120" mol·L-1时反应达到平衡的状态。则此时消耗了四氧化二氮0.6 mol·L-1所以在平衡状态下它的浓度为1-0.6="0.4" mol·L-1所以答案为
(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g)
①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H="2.8" kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)
③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1～t2℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是 ；
④为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是 ；
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
（2）以CO2为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成，写出其结构简式： ；
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为 。
正确答案
（共14分，每空2分）（1）①64 ②+1379.3 kJ·mol－1
（2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低 ②（扩体）减小压强或增大CO2的浓度 ③逆反应
（3）①
试题分析：（1）① CO2（g）+CH4（g）
起始（mol） 6 6 0 0
反应（mol） X X 2X 2X
平衡（mol） 6-X 6-X 2X 2X
由CH4的体积分数为0.1，则
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ•mol-1 ①
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJ•mol-1 ②
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ•mol-1 ③
根据盖斯定律，由①+②×2-③×2得，CO2（g）+CH4（g）
③温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，所以温度升高而乙酸的生成速率降低；
④正反应是体积减小的可逆反应，降低压强、增大CO2的浓度，平衡正向移动，反应物转化率增大；
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则此时
（2）①CO2的结构式为O＝C＝O，发生加聚反应得到
②原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此CO2在正极发生还原反应转化为甲烷，电极反应为：CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-。
某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空：
（1）该反应的化学方程式为 。
（2）反应开始至2min，以气体Z表示的平均反应速率为 。
（3）若X、Y、Z均为气体，2min后反应达到平衡，反应达平衡时：
①此时体系的压强是开始时的 倍；
②达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 ____________（填“增大”“减小”或“相等”）。
正确答案
（1）3X+Y 
试题分析：（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=0.3mol：0.1mol：0.2mol=3：1：2，则反应的化学方程式为：3X+Y 
点评：本题考查了化学平衡的知识，该考点是高考考查的重点和热点，本题难度适中。
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