化学平衡_章节学习

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题型：填空题

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填空题

在一定条件下，反应A(气)＋B(气) C(气) （正反应为放热反应）达到平衡后，根据下列图象判断：

(1)升温，达到新的平衡的是( )；(2)降压，达到新的平衡的是( )；(3)减少C的量，移向新平衡的是( )；(4)增加A的量，移向新平衡的是( )；(5)使用催化剂，达到平衡的是( )。

正确答案

(1) (B)；(2) (C)；(3) (E)；(4) (A)；(5) (D)

试题分析：根据反应的方程式可知，该反应是体积减小的、放热的可逆反应。据此可知：

（1）升高温度则正逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动，答案选B。

（2）降低压强，正逆反应速率都是降低的，但平衡向逆反应方向移动，答案选C。

（3）减少C的物质的量，则逆反应速率降低，正反应速率不变，平衡向正反应方向移动，答案选E。

（4）增加A的质量，反应物浓度增大，正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应方向移动，答案选A。

（5）催化剂不能影响平衡状态，但可以改变反应速率，所以答案选D。

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度试题的考查，试题基础性强，侧重对学生基础知识的巩固和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确外界条件是如何影响反应速率和平衡状态的，并能结合题意灵活运用即可。

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题型：填空题

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填空题

（8分）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO。

（1）反应需要在闪电或极高温条件下发生，说明该反应_________。（填字母）

A．所需的活化能很高 B．吸收的能量很多

（2）在不同温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)的平衡常数K如下表：

该反应的△H 0。（填“>”、“=”或“<”）

（3）一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后，要提高N2的转化率，可以采取的措施是。

A．降低温度 B．加催化剂

C．增加压强 D．增加O2浓度

E．分离出一氧化氮

（4）2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应：

N2(g)＋O2(g) 2NO(g)达到平衡时NO的浓度。（此温度下不考虑O2与NO的反应，计算结果保留两位有效数字）

(5) NO在科学界被誉为“明星分子”, 用NO与O2反应可以制备NO2，NO2是一种优良的氧化剂。已知火箭发射时可用肼（N2H4）作燃料，NO2作氧化剂，这两者反应生成N2和H2O（气）。

且：N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g)　 △H＝＋67.7kJ/mol　　　　　

N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g)　　△H＝－534kJ/mol　　　　　　

请写出肼与NO2反应的热化学方程式_______________________________________________

正确答案

（1）A（1分）(2) > （1分）（3）D E（2分）（4）0.23 mol/L（2分）

（5）2N2H4(g) ＋2NO2(g)= 3N2(g)＋4H2O(g)　　△H＝－1135.7kJ/mol　（2分

试题分析：（1）在闪电或极高温条件下发生，说明所需的活化能很高

（2）由平衡常数K可知：温度升高，K增大，说明反应向正反应方向移动，正反应吸热，即△H >0 （3）增加O2浓度，分离出一氧化氮，可以促使反应正向移动。提高N2的转化率

（4）2404℃时，K为64×10－4，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，可得

K=[NO]2/（[O2]·[N2]）,64×10－4 = [NO]2/(2.6·2.6),故NO的浓度为0.23 mol/L。

（5）：N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) ① N2H4(g)＋O2(g)＝N2(g)＋2H2O(g) ②， ②×2-①得到：

2N2H4(g) ＋2NO2(g)= 3N2(g)＋4H2O(g)△H＝－1135.7kJ/mol

点评：本题属于化学平衡和化学能与热能的常规题型，注重对基础知识的考查和应用。注意加催化剂不能提高反应物的转化率。

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题型：填空题

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填空题

在一定条件下，将2 mol SO2和1 mol O2通入一个容积固定的密闭容器中，发生如下反应：2SO2+O22SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物处于化学平衡状态。若维持容器温度不变，令a，b，c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如a，b，c取不同的值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：

(1)若a=0，b=0，则c=______；

(2)若a=0.5，则b=______，c=______；

(3)a，b，c必须满足的一般条件是(请用两个化学方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：__________________，________________________。

正确答案

(1)2

(2)0.25 0.5

(3)a+c=2 b+c/2=1

(1)是从逆反应开始的，从2molSO3开始与从2molSO2和1molO2开始是等效的；

(2)是正、逆反应同时开始，0.5molSO2、0.25molO2与 0.5molSO3是等效的，再加入1.5 mol SO3就与起始2molSO3等效了；

(3)题中要求2molSO2+1molO2与a molSO2+bmolO2+cmolSO3建立等效平衡。由2SO2+O22SO3可知cmolSO3与amolSO2+bmolO2是等效的，所以amolSO2+bmolO2+cmolSO3与(a+c)molSO2+(b+c/2)molO2是等效的。故有a+c=2，b+c/2=1。

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题型：填空题

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填空题

可逆反应A(？)＋aB(g) C(g)＋D(g)，其中a为正整数。反应过程中，当其他条件不

变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。试回答下列问题：

(1)化学方程式中a＝，反应物A的状态是。

(2)该反应的焓变值ΔH (填“＞”或“＜”)0，在不改变其他条件的情况下增加B的物质的量，平衡 (填“正”或“逆”)向移动，平衡常数K (填“增大”、“减小”或“不变”)。

正确答案

(1)1　非气态

(2)＜　正　不变

(1)由乙图可以确定p2＞p1，加压时C%减小，平衡逆向移动，故气体反应物的计量数之和小于气体产物的计量数之和，若A为气体，1＋a≥1＋1，故A为非气体，且a＝1。

(2)由甲图可以确定T1＜T2，温度升高，C%减小，说明正反应是放热反应，ΔH＜0；在不改变其他条件的情况下增加B的物质的量，平衡正向移动，没有改变温度，平衡常数K不变。

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题型：简答题

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简答题

工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

（1）己知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：______________________________________________；当温度升高时，该反应的平衡常数K值___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（2）硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。已知：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= a kJ·mol－1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H= b kJ·mol－1

H2O(1)=H2O(g) △H= c kJ·mol－1

则反应2NO2(g)+4H2(g)=N2(g)+4H2O(1)的△H=_________。(用a、b、c表示)

（3）①合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3，该反应在固定容积的密闭容器中进行。下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)

A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2

B．3v正(N2)=v逆(H2)

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的相对分子质量保持不变

E．1mol N≡N键断裂，同时1mol H—H键断裂

②若在恒温条件下，将N2与H2按一定比例混合通入一个容积为2L的密闭容器中，5min反应达平衡，n(N2)=1mol，n(H2)=1mol，n(NH3)=2mol，则反应速率v(N2)=________________，H2的平衡转化率=_________________；若保持容器的温度不变，在10min时将容器的容积压缩为lL，请在答题卡坐标图中，画出从反应开始至15min时c(NH3)随时间变化曲线示意图。

正确答案

（16分）

（1）4NH3+5O24NO + 6H2O (2分) 减小(2分)

（2）(2a—b—4c)kJ/mol (2分，不写单位扣1分)

（3）①B C D(3分)

②0．1mol/(L·min) (2分，不写或写错单位0分) 75%(2分)

（共3分，前10min的曲线1分；10~15min的曲线2分，到达平衡的时间应小于15min，NH3平衡浓度小于2．67 mol/L）

试题分析：（1）氨气具有还原性，与氧气在催化剂加热作用下发生反应，生成一氧化氮和水，该反应是氧化还原反应、可逆反应、放热反应，氮元素由—3升为+2价，氧元素由0降为—2价，根据最小公倍数法配平，则4NH3+5O24NO + 6H2O；由于升高温度平衡向吸热方向移动，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，则生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以重新平衡时生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值减小，即升高温度时该反应的平衡常数K减小；（2）先将4个热化学方程式分别编号为①②③④，由于①×2—②—③×4=④，根据盖斯定律，则④的焓变=①的焓变×2—②的焓变—③的焓变×4=(2a—b—4c)kJ/mol；（3）①容器内各组分浓度等于化学方程式的系数比，不能说明反应达到平衡，因为各组分变化浓度之比一定等于系数之比，而平衡浓度不一定等于系数之比，各组分浓度不随时间改变而改变才能说明达到平衡，故A错误；同一物质表示的正、逆反应速率相等，不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学方程式中对应系数之比时，都能说明反应达到平衡，v正(N2)/v逆(H2)=1/3，则3v正(N2)=v逆(H2)，故B正确；合成氨是气体物质的量减小的反应，随着反应的进行，容器内混合气体的物质的量逐渐减小，则压强也逐渐减小，当混合气体总的物质的量保持不变或压强不变时，说明反应达到平衡，故C正确；由于各组分都是气体，因此混合气体的总质量始终不变，M=m/n=Mrg/mol，随着反应的进行，由于混合气体的总物质的量逐渐减小，则混合气体摩尔质量逐渐减小或相对分子质量逐渐减小，当混合气体物质的量不变或相对分子质量不变时，反应达到平衡，故D正确；N≡N键断裂、H—H键断裂都是正反应速率，故E错误；②由于氮气、氢气的起始物质的量未知，所以不能直接用定义式求氮气表示的速率，而氨气是生成物，起始时为0，则v(NH3)== =0.2mol/(L•min)；由于v(N2)/ v(NH3)=1/2，则v(N2)= 0.1mol/(L•min)；设氮气、氢气的起始物质的量分别为xmol、ymol，则它们的起始浓度分别为x/2mol/L、y/2mol/L，则：

N2 + 3H2 2NH3

起始浓度/ mol·L－1 x/2 y/2 0

变化浓度/ mol·L－1 1/2 3/2 1

平衡浓度/ mol·L－1 1/2 1/2 1

则x/2—1/2=1/2，y/2—3/2=1/2，解得：x=2，y=4

氢气的平衡转化率=×100%=×100%=75%。

画图要点：①t=0时，氨气浓度为0；t=5min，氨气浓度为1mol/L；0

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题型：填空题

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填空题

（4分）某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示。

（1）由图中的数据分析，该反应的化学方程式为

（2）反应开始至2min、5minZ的平均反应速率为、；

（3）5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率（大、小、相等）。

正确答案

（1）3X+Y 2Z

（2）0.05 mol·(L·min)-1；0.04 mol·(L·min)-1

（3）相等。(每空各1分)

略

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题型：填空题

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填空题

10000C时，硫酸钠可与氢气发生反应:。请回答下列问题：

（1）上述反应的平衡常数表达式为：。

（2）上述反应在三个不同条件下进行，其中H2的浓度随时间的变化如图所示。

①与曲线a比较，b和c分别仅改变一种反应条件，则曲线b改变的条件为

②该反应的△H___0（填“＞”、“＜”或“=”），其判断理由是。

（3）该温度下，向2L盛有1.42g Na2SO4的密闭容器中通入H2,5min后测得

固体质量为1.10g。则该时间范围内的平均反应速率v(H2)= 。

（4）能说明该反应已达到平衡状态的是（填字母，下同）。

a.容器内压强保持不变

b.容器内气体密度保持不变

c.c(H2)=c(H2O)d.v正(H2)=v逆(H2O)

正确答案

（1）c4(H2O)/c4(H2) (2分)

（2）①使用催化剂 (2分)

② ＞温度升高，达平衡时间缩短，平衡时H2浓度减少，说明升高温度平衡向正反应方向移动。 (每空1 分)

（3）0.002mol/(L.min) (2分)

（4）b d (2分)（答对一个给1分，有错不给分）

试题分析：（1）根据题给化学方程式结合平衡常数表达式的书写原则写出上述反应的平衡常数表达式为：c4(H2O)/c4(H2)；（2）①根据题给图像分析，与曲线a比较，曲线b缩短了达平衡的时间，氢气的平衡浓度未发生变化，则曲线b改变的条件为使用催化剂；②与曲线a比较，曲线c缩短了达平衡的时间，氢气的平衡浓度减小，则曲线c改变的条件为升高温度；温度升高，达平衡时间缩短，平衡时H2浓度减少，说明升高温度平衡向正反应方向移动。该反应的△H＞0；（3）该温度下，向2L盛有1.42g Na2SO4的密闭容器中通入H2,5min后测得固体质量为1.10g，固体质量减少0.32g，利用差量法计算，则该时间范围内参加反应氢气的物质的量0.02mol，根据v=△n/V△t计算，则该时间范围内的平均反应速率v(H2)=0.002mol/(L.min)；（4）a.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，容器内压强不随反应的进行而变化，不能作为平衡标志，错误；b.容器内气体密度随反应的进行而变化，密度不变已达平衡，正确；c.达平衡后c(H2)和c(H2O)不一定相等，错误；d.v正(H2)=v逆(H2O)，说明反应已达平衡，正确，选bd。

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题型：填空题

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填空题

（14分）二甲醚（CH3OCH。）和甲醇（CH3OH）被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效等优良的性能。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

（1）催化反应室B中CO与H2合成二甲醚的化学方程式为 .

（2）催化反应室A中发生的反应为：

CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……（I）、CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）……（Ⅱ）催化反应室C中发生的反应为：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）……（Ⅲ）、CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）……（Ⅳ）

①已知：原子利用率=×100％，试求反应（Ⅳ）的原子利用率为。

②反应（Ⅳ）的△S 0（填“>”、“=”或“<”）。

③在压强为5MPa，体积为VL的反应室c中，amol CO与20mol H2在催化剂作用下发生反应（Ⅲ）生成甲醇，CO的转化率与温度的关系如右图。则该反应的△H 0（填“>”、“=”或“<”）。300℃时该反应的平衡常数K= （用含字母的代数式表示）。

（3）我国某科研所提供一种碱性“直接二甲醚燃料电池”。

该燃料电池负极的电极反应式为：

CH3OCH3一12e一+16OH一=2CO2-3+11H2O。有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫（体积分数为x）废气的方法如下：

①将含SO2的废气通人电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO3溶液；

②将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；

③将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收。

用上述碱性“直接二甲醚燃料电池”电解食盐水来处理标准状况下VL的废气，计算消耗二甲醚的质量。

正确答案

略

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题型：填空题

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填空题

(12分)反应aA（g）+bB（g）cC（g）（△H＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：

回答问题：

（1）反应的化学方程式中，a：b：c为；

（2）A的平均反应速率vI（A）、vII（A）、vIII（A）从大到小排列次序为；

(3) B的平衡转化率aI(B)、aII(B)、aIII(B)中最小的是，其值是；

（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是，采取的措施是；

（5）比较第II阶段反应温度（T1）和第III阶段反应速度（T3）的高低：T2 T3

填“＞、＝、＜”判断的理由是；

（6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）.

正确答案

A

略

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题型：填空题

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填空题

（7分）某容积和温度不变的容器中，发生下列反应：

A（g）＋2B（g）2C（g）（正反应放热）

回答下列问题：

（1）从A、B两气体充入容器至反应达到平衡状态，在此过程中，容器内压强____________（填“变大”“变小”或“不变”，下同），达到平衡后容器内压强___________________。

（2）使平衡体系的体积缩小，则气体A的浓度____________，气体C的物质的量___________________。

（3）化学反应达平衡状态后，加入适量的催化剂，则气体A的物质的量____________。

（4）若在平衡体系中，再充入一些气体A，则A的浓度____________，A的转化率________________________。

正确答案

（1）变小不变（2）变大变大（3）不变（4）变大变小

（1）正反应是气体体积缩小的反应，开始到平衡的过程中，气体压强逐渐变小，达到平衡后，容器内气体的物质的量不变，气体的压强也不变。

（2）体积缩小，气体的压强变大，平衡向右移动以减弱压强的增加，但不能减弱到原来的程度，故新平衡建立时A的浓度比原平衡还是变大了；平衡向右移动，C的物质的量变大。

（3）加入催化剂，平衡不移动，A的物质的量不变。

（4）恒容下充入A，A的浓度变大，平衡向右移动，A的转化率变小，因为虽然转化的A增多了，但A的总物质的量也比原来大，且后者增率更大。

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