- 化学平衡
- 共20016题
发生炉煤气是城市管道煤气中的一种重要气源，它的主要成分是CO，但由于CO有毒，所以煤气厂技术人员利用以下反应：CO(g)+H2O(g)
(1)实验A中以v(H2)表示的反应速率为________。
(2)通过计算可知，CO的转化率：实验A________实验B（填“大于”“等于”或“小 于”），该反应的正反应为________（填“吸”或“放”）热反应。
(3)若CO的转化率：实验C要达到与实验B相同，则a、b应满足的关系是________ （用含a、b的数学式表示）。
正确答案
(1)0. 16 mol·L-1·mol-1 (2)大于；放
(3)b=2a
I. 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（气）+B（气）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成a molC，这时A的物质的量为________mol。
（2）若开始时放入3 molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为________mol。
（3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol，则x=
______ mol，y=________mol。平衡时，B的物质的量________（选填一个编号）
（甲）大于2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是________________。
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是________。
II．若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
（5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC。将b与（1）小题中的a进行比较_______（选填一个编号）。
（甲）ab （丙）a=b （丁）不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是____________________。
正确答案
（1）（1－a）
（2）3a
（3）2；3-3a；丁；若
（4）
（5）乙；因为（5）小题中容器容积不变，而（1）小题中容器的容积缩小，所以（5）小题的容器中的压力小于（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后。
将CoCl2溶于浓盐酸中能形成CoCl42-．溶液中存在如下平衡：CoCl42-（蓝色）+6H2O⇌Co（H2O）62+（粉红色）+4Cl-．
（1）一般情况下，CoCl2溶液呈紫色，将盛有CoCl2溶液的试管放在热水中溶液逐渐变成蓝色，则正反应方向为______反应（填“吸热”或“放热”）．
（2）该反应平衡常数表达式为______，加水稀释平衡向______方向（填“正”或“逆”）移动．
（3）向溶液中加入少量AgNO3固体，溶液颜色变为______色．
正确答案
（1）盛有CoCl2溶液的试管放在热水中溶液逐渐变成蓝色，则上述平衡逆向移动，即升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热；
（2）K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K=
故答案为：
（3）加入少量AgNO3固体，与氯离子反应生成沉淀，使上述平衡正向移动，Co（H2O）62+浓度增大，溶液为粉红色，故答案为：粉红．
设反应①Fe(s)＋CO2(g)
（1）从上表可推断，反应①是________(填“放”或“吸”)热反应；
（2）现有反应③H2(g)＋CO2(g)
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3＝_____________；可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有__________________。 A．缩小容器体积 B．降低温度 C．使用合适的催化剂 D．设法减少CO的量 E．升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=_____________；
（3）现在恒容密闭容器中通入一定量CO2，再慢慢通入H2，使发生上述反应③，在其他条件不变时，若改变H2的起始量，容器中CO的体积分数也随之改变，请在下图中画出CO的体积分数随n(H2)变化的示意图。
正确答案
（1）吸热
（2）①K3=K1/K2；吸热；DE；②Q3＝Q1-Q2
（3）
t℃时，将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积固定不变)，发生如下反应：3A(g)＋B(g)
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成B的平均反应速率为________________．
(2)x＝________.
(3)若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气(假设氦气和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．不移动
(4)如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时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)0.05 mol·L－1·min－1
(2)4
(3)C
(4)(A)＝3(B)，n(C)≥0
工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如图所示：
请回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是______．
（2）在膜反应器中发生反应：2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）△H＞0．若在一定条件密闭容器中加入1mol HI（g），n（H2）随时间（t）的变化关系如图1所示：
①该温度下，反应平衡常数K=______，若升高温度，K值将______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是______．
（3）电渗析装置如图2所示：
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______．
②该装置中发生的总反应的化学方程式是______．
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是______．
正确答案
（1）由工艺流程图可知，SO2、I2、H2O反应生成H2SO4、HIX，反应方程式为：SO2+x I2+2H2O═H2SO4+2HIX，故答案为：SO2+x I2+2H2O═H2SO4+2HIX；
（2）①由图1可知，平衡时氢气的物质的量为0.1mol，则：
2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）
开始（mol）：1 0 0
变化（mol）：0.2 0.1 0.1
平衡（mol）：0.8 0.1 0.1
由于反应前后气体的物质的量不变，故可以利用物质的量代替浓度计算平衡常数，故k=
该反应正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应移动，平衡常数增大，
故答案为：
②使用膜反应器及时分离出H2，使平衡正向移动，提高HI的分解率，故答案为：使平衡正向移动，提高HI的分解率；
（3）①由图2可知，在阴极区Ix-转化为I-，发生反应：Ix-+（x-1）e-═xI-，且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液，
故答案为：在阴极区发生反应：Ix-+（x-1）e-═xI-，且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液；
②由图2可知，在阴极区Ix-转化为I-，在阳极区Ix-转化为I2，阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液，即电解HIx生成I2、HI，反应方程式为：2HIx═（x-1）I2+2HI，
故答案为：2HIx═（x-1）I2+2HI；
（4）由工艺流程可知，电渗析装置与膜反应器中都产生I2，可以在反应器中循环利用，故答案为：I2．
氮是地球上含量丰富的一种元素，氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）根据下侧能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式__________________。
（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应： N2(g)+3H2(g)
①该反应的平衡常数表达式：K= _____________
②试判断K1 __________K2（填写“>”，“=”或“<”）
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是___________ （填字母）
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
b．v(N2)正 = 3v(H2)逆
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
（3）对反应N2O4(g)
a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
c．A、C两点N2O4的转化率：A＞C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（4）一定温度下，在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定，10min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的7/8，则N2的转化率a(N2)=___________ ， 以NH3表示该过程的反应速率v(NH3)=_____________。
正确答案
（1）NO2(g) + CO(g) = NO(g) + CO2(g) △H = -234KJ/mol
（2）①C2(NH3)/C(N2)·C3(H2) ；②> ；③c
（3）cd
（4）25% ；0.05mol/（L·min）
设反应①Fe(s)＋CO2(g)
（1）从上表可以推断：反应①是________(填“吸”、“放”)热反应。
（2）现有反应③CO2(g)＋H2(g)
（3）根据反应①与②，可推导出K1、K2与K3之间的关系式。据此关系式及上表数据，也能推断出反应③是“吸热”还是“放热”反应。问：要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有________(填写序号)。
A．缩小反应容器容积 B．扩大反应容器容积 C．降低温度 D．升高温度 E．使用合适的催化剂 F．设法减少CO的量
（4）图1、2表示反应③在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况：
①图1中t2时刻发生改变的条件是 ___________________________________。
②图2中t2时刻发生改变的条件是 _____________________。
正确答案
（1）吸
（2）“略”
（3）DF
（4）①加入催化剂或增大体系的压强；②降低温度或增加水蒸气的量或减少氢气的量
⑴氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1gH2完全燃烧生成液态水，放出 142 . 9 kJ 热量。则能表示H2标准燃烧热的热化学方程式为________________________。
⑵燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用甲烷燃料电池进行右图所示实验：
①该甲烷燃料电池中，负极的电极反应式为__________________。
②下图装置中，某一铜电极的质量减轻 6.4 g ，则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为__________L。
⑶氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的化学方程式如下：
① 当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图所示。图中t3 时引起平衡移动的条件可能是______________其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是___________。
②温度为T℃时，将2amolH2和amolN2放入0 . 5L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50﹪。则反应的平衡常数为________________
③现以a mol NH3和足量空气为原料制取NH4NO3，经过一系列转化反应后，向反应混合物中加入bg水，得到密度为ρg/mL的溶液，计算该溶液中NH4NO3物质的量浓度的最大值。
正确答案
⑴H2(g) +1/2O2(g) == H2O(l) △H=－285.8kJ·mol－1⑵①CH4 + 10OH-－8e－ = CO32－ +7H2O；② 1.12
⑶①加热；t2～t3；②
合成氨工业的反应为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H＜0工业合成氨生产示意图如图1所示．
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=______．随着温度升高，K值______（填增大、减小、不变）
（2）Y的主要成分为______；
（3）化工生产条件选定的主要原因是（选填字母序号）______；
A．温度、压强对化学平衡的影响；
B．铁触媒在该温度时活性大；
C．工业生产受动力、材料、设备等条件的限制．
（4）改变反应条件，会使平衡发生移动．如图2象表示随条件改变，氨气的百分含量的变化趋势．
当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（选填字母序号）______，
当横坐标为温度时，变化趋势正确的是（选填字母序号）______．
（5）合成氨工厂常通过测定反应前后的混合气体密度来确定氮的转化率．某工厂测得合成塔中N2、H2的密度为0.5536g/L（标准状况），从合成塔中出来的混合气体密度为0.693g/L．则该合成氨厂N2的转化率为多少？______．
正确答案
（1）根据平衡常数的书写要求，该反应的化学平衡常数表达式K=
（2）Y的主要成分为NH3分离后的N2、H2，故答案为：N2、H2；
（3）若要加快化学反应速率及平衡正向移动，应选择高温、高压、催化剂，但催化剂铁触媒在500℃时活性最大，加压有利于平衡正向移动，但对动力、材料、设备等条件要求高，所以压强不能太大，故答案为：BC；
（4）当横坐标为压强时，因为增大压强，平衡正向移动，NH3含量增大，变化趋势正确的是b，当横坐标为温度时，因为反应正向放热，升温，平衡逆向移动，NH3含量降低，变化趋势正确的是a，故答案为：b，a
（5）设反应前混合气体中氮气的物质的量分数为x，氢气物质的量分数为（1-x），依题意得：
28x+2（1-x）=0.5536×22.4 解得x=0.4
所以N2、H2的物质的量之比为2：3
设起始N2的物质的量为2mol，H2为3 mol，N2的转化量为y
N2 +3H2 ⇌2NH3
2 3 0
y 3y 2y
2-y 3-3y 2y
总物质的量=2-y+3-3y+2y=（5-2y）mol
y=0.5 mol
所以N2的转化率为
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