- 化学平衡
- 共20016题
（18分）铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液。
（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：
。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是 。
（4）(NH4)2SO4“低毒，有刺激性，有吸湿性、吸湿后固结成块”。储存应注意 。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：
请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为 。
（2）反应过程中持续通入N2的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，
二是 。
（3）由MgCl2溶液蒸发得到MgCl2·6H2O晶体，蒸发的目的是_________。
a．得到热饱和溶液 b．析出晶体
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl，最简单的操作方法是：
。
②由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2的操作在 氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。
正确答案
(18分)
Ⅰ（1）d e f (2分)
（2）氢氧化钠电离出的OH－增大了氨水中OH－浓度，促使氨水电离平衡NH3+H2O 
（3） 分液（2分）。
（4）密封、阴凉、通风(2分)
Ⅱ（1）Mg(OH)2+NH4Cl
（2）防止装置C中的AlCl3溶液倒吸入装置B(2分)
（3）a(2分)
（4）①用铂丝蘸取少量固体，置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生，则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠。（2分）（答焰色反应也给分）
②HCl（气流）（2分）
试题分析：Ⅰ（1）制取的氨气与硫酸反应生成硫酸铵，剩余的氨气用水吸收，故连接顺序为a→d→e→f。
（2）氨水中存在电离平衡： NH3+H2O
（3）分离互不相溶的液体的方法是：分液。
（4）因为(NH4)2SO4“低毒，有刺激性，有吸湿性、吸湿后固结成块”，应防止水分进入，所以储存应注意密封、阴凉、通风。
Ⅱ（1）根据题目所给信息，反应物为Mg(OH)2和NH4Cl，生成物为MgOHCl、NH3和H2O，所以化学方程式为：Mg(OH)2+NH4Cl
（2）防止装置C中的AlCl3溶液倒吸入装置B
（3）由MgCl2溶液得到MgCl2·6H2O晶体的方法为蒸发浓缩、降温结晶，所以蒸发的目的是：得到热饱和溶液，故a项正确。
（4）①Na元素用焰色反应进行鉴别，所以操作方法是：用铂丝蘸取少量固体，置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生，则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠。
②因为MgCl2为强酸弱碱盐，Mg2+发生水解反应，在HCl（气流）中可以抑制MgCl2的水解，所以由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2的操作在HCl氛围中进行。
环境中常见的重金属污染物有：汞、铅、锰、铬、镉。处理工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-，常用的方法为还原沉淀法，该法的工艺流程为CrO42-H＋①转化Cr2O72-Fe2＋②还原Cr3＋OH－③沉淀Cr(OH)3↓。
其中第①步存在平衡2CrO42- (黄色)＋2H＋
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式 。
(2)关于第①步反应，下列说法正确的是 。
A．通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达到平衡状态
B．该反应为氧化还原反应
C．强酸性环境，溶液的颜色为橙色
(3)第②步中，还原0.1 mol Cr2O72-，需要 mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外，还可能生成的沉淀为 。
(5)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)
正确答案
(1)K＝
(2)AC
(3)0.6
(4)Fe(OH)3
(5)当pH调至4时，c(OH－)＝10－10 mol/L，c(Cr3＋)＝10－32/c3(OH－) ＝10－2 mol/L＞10－5 mol/L，因此Cr3＋没有沉淀完全
(1)因H2O是纯液态物质，其浓度视为常数，故第①步反应的平衡常数表达式为K＝c(Cr2O72-)/[c2(CrO42-)·c2(H＋)]。
(2)利用反应①可知，反应正向进行时，溶液pH增大，故pH不变时说明反应达到平衡，A项正确；CrO42-和Cr2O72-中Cr均为＋6价，该反应不是氧化还原反应，B项错误；在酸性环境中，溶液中c(Cr2O72-)较大，溶液呈橙色，C项正确。
(3)在第②步反应中Cr2O72-被还原为Cr3＋，0.1 mol Cr2O72-被还原时转移电子的物质的量为0.1 mol×2×(6－3)＝0.6 mol，而还原剂Fe2＋被氧化为Fe3＋，故需要消耗0.6 mol FeSO4·7H2O。
(4)在第②步反应中Fe2＋被氧化为Fe3＋，故第③步还有Fe(OH)3生成。
在一容积为2 L的密闭容器中，高温下发生下列反应：C(s)＋H2O(g)
（1）反应处于平衡状态的时间区间是_____________。
（2）若反应进行到2 min时，改变了温度，使曲线发生如右图所示的变化，则温度为______（选填“升高”或“降低”），逆反应是____________（选填“吸”或“放”）热反应。
（3）反应至5 min时，若也只改变了某一个条件，使曲线发生如图所示变化，该条件可能是下述中的_________________。
正确答案
（1）1～2 min；3～5 min （各1分，共2 分）
（2）升高 放热 （各1分，共2分） （3）B （2分）
试题分析：（1）根据图像可知，在1～2 min和3～5 min时间段内，各种物质的浓度是不再发生变化的，所以反应处于平衡状态。
（2）反应进行到2 min时，改变了温度，此时水蒸气的浓度降低，CO的浓度增加，这说明平衡向正反应方向移动。根据曲线的斜率可知，反应速率变大，所以改变的条件应该是升高温度，正方应是吸热反应，则逆反应就是放热反应。
（3）反应至5 min时，水蒸气的浓度突然变大，CO的浓度逐渐减小，而水蒸气的浓度慢慢减小，这说明改变的条件应该是增加了水蒸气的浓度，答案选B。
点评：该题是中等难度的试题，主要是考查学生对可逆反应平衡状态的熟悉了解程度，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是在明确反应特点的基础上，结合图像变化，灵活运用即可。
(10分)已知A(g)+B(g)
回答下列问题：
(1).该反应的平衡常数表达式K= 。
(2).830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0．003 mol·L-1·s-1。，则6s时c(A)= mol·L-1，若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为 ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为 ；
(3).1200℃时反应C(g)+D(g)
正确答案
(1)
试题分析：（1）该反应平衡常数表达式为
（2）v(A)=△c(A)/t，A浓度变化为0.003×6=0.018mol/L，所以6s时A的物质的量浓度为(0.04－0.018)mol/L=0.022mol/L；设达到平衡时转化的A的物质的量浓度为xmol/L。
A(g) + B(g)
始(mol/L)0.04 0.16
平(mol/L)0.04－x 0.16－x x x
830℃时K=1得(0.04－x)(0.16－x) =x·x解得x=0.032。
所以A的转化率为0.032/0.04×100%=80%。若向溶液中再充入氩气，各组分浓度不变，平衡不移动。A的转化率仍为80%。
（3）C(g)+D(g)
点评：反应物、生成物互为颠倒，平衡常数互为倒数。
某温度时，在10L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下表中数据
（1）体系中发生反应的化学方程式是____________；
（2）列式计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率：________；
（3）该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________；
（4）如果该反应是放热反应，改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线1、2、3（如下图所示）则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是：1____________，2______________，3______________。
正确答案
（1）X+ 2Y
（4）升高温度；使用合适催化剂；增大压强
（1）在0～1min时，XY分别减少了0.1mol和0.2mol，而Z增加了0.2mol，所以根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，方程式为X+ 2Y
（2）在0～3 min内，Z增加了0.5mol，所以Z的反应速率是
（3）平衡时X的物质的量是0.55mol，则消耗X是0.45mol，所以X的转化率是
（4）根据图像可知，曲线1中平衡时Z是0.6mol，和表中的数据相比，Z的物质的量减少。由于正反应是放热反应，所以曲线1的条件是升高温度；曲线2中平衡时Z的物质的量仍然是0.9mol，但达到平衡的时间少，因此改变的条件是使用了合适的催化剂；曲线3中平衡时Z的物质的量增加，且达到平衡的时间少，由于正反应是体积减小的，因此改变的条件是增大压强。
（10分）.向一定体积的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的量浓度随时间变化如图（Ⅰ）所示，其中t0--t1阶段c（B）未画出。图（Ⅱ）为t2时刻后改变反应条件，化学反应速率随时间变化
请回答下列问题：
（1）若t1="15" min，则t0---t1阶段以C物质的浓度变化表示的反应速率为 mol· 
（2）t4--t5阶段改变的条件为 ，B的起始物质的量浓度为 mol· L—1。
（3）t5----t6阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01mol，而此过程中的热效应为a kJ热量，写出此温度下该反应的热化学方程式
正确答案
（1）0.02
（2）减小压强 0.5
（3）2A(g)+B(g)="3C(g)"
△H="+200a " KJ/mol
略
已知CO2(g)＋3H2(g)
(1)现将0.8 mol CO2和2.4 mol H2充入容积为20 L的密闭容器中发生上述反应，下列说法正确的是__________(填字母序号)。
(2)该反应进行到45 s时达到平衡，此时CO2的转化率为68.75%。下图1中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中CO2浓度变化。
①若反应延续至70 s。请在图1中用实线画出25 s至70 s的反应进程曲线。
②某化学兴趣小组采用实验对比法分析改变实验条件对该反应进程的影响，每次只改变一个条件，并采集反应进程中CO2的浓度变化，在原有反应进程图像上绘制对应的曲线。实验数据如下表：
但是该小组负责绘制图线的学生未将曲线(虚线)绘制完整(见图2)，也忘记了注明每条曲线所对应改变的条件，请把每个实验编号与图2中对应曲线的字母进行连线。
实验编号 图2中字母
A a
B b
C c
正确答案
(1)AC
(2)①
②A—a B—c C—b
(1)由于该反应为熵减的放热反应，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，ΔH＜0，ΔS＜0，所以该反应在低温下能够自发进行，A正确；由于CO2和H2是按系数比加入的，所以CO2的体积分数始终为定值(25%)，不能作为达到平衡状态的标志，B错误；该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，C正确；催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，所以Y催化剂更合适，D错误。(2)①达到平衡时
c(CO2)＝
(6分)已知：T℃、P kpa时，容积为V 的密闭容器中充有1molA和2molB，保持恒温恒压使反应达平衡：A(g)+B(g)
(1)欲保持温度、压强在上述条件下不变，在密闭容器中充入2molA和4molB，则平衡时体系容积为 ，C的体积分数为 。
(2)另取一个容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，加入1molB和1molC，要使平衡时C 的体积分数仍为40℅，则该密闭容器体积为 。
正确答案
⑴ 10V/7 40% ⑵② 5V/7
试题分析：⑴欲保持温度、压强在上述条件下不变，在密闭容器中充入2molA和4molB，这是在恒温恒容条件下的等效平衡
A(g) + B(g)
起始物质的量： 1mol 2mol 0mol
转化： xmol xmol xmol
平衡时的物质的量： (1-x)mol (2-x)mol xmol
依题意可知：
解之得：
3mol的混合气体占的体积为V，那么
所以，保持温度、压强在上述条件下不变，在密闭容器中充入2molA和4molB，则平衡时体系容积为
⑵这是等温等容条件下的等效平衡，体积只能是等于原来的
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
H2NCOONH4（s）
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
①氨基甲酸铵分解反应的焓变△H 0（填“>”、“<”或“=”）。
②可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是____。
A．2v（NH3）=v（CO2）
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
③根据表中数据，计算25.0℃时的分解平衡常数为 。
（2）25℃时，NH3．H2O电离常数Kb=1．8×10—5，Mg（OH）2的溶度积常数Ksp=1．8×10—11，用pH计测得0.5 mol/L氨水溶液的pH约为 。在某氯化镁溶液中加入一定量的某浓度的烧碱后，测得混合液pH =11．0，则此温度下残留在溶液中的c（Mg2+）=____。（已知lg2≈0．3、lg3≈0．5）。
正确答案
⑴ ①> (1分)②Bc(2分)③1.64×10-8mol3/L3 （不写单位不扣分，单位写错0分）(2分)
⑵11.5(2分) 1.8×10-5mol/L(2分,数值正确无单位得1分)
⑴①由表中数据可知：温度升高，平衡时气体总浓度变大，即平衡正向移动，正向是吸热反应，△H >0，答案：> ；②A不正确，不能确定正逆反速率是否相等，可以是v（NH3）消耗=2v（CO2）生成；B、正确，只要平衡发生移动，压强就发生变化；C、正确，反应前后的气体质量发生变化；D、不正确，不管平衡是否移动，NH3的体积分数总是占2/3.③平衡时，NH3和CO2的浓度分别为4．8×10—3 mol/L×2/3=3.2×10—3 mol/L，4．8×10—3 mol/L×1/3=1.6×10—3 mol/L，K= （3.2×10—3 mol/L）2×1.6×10—3 mol/L=1.64×10-8mol3/L3 ，答案：1.64×10-8mol3/L3 。
⑵NH3．H2O
考点:化学平衡及其在电解质溶液中的应用
高炉炼铁过程中发生的主要反应为1/3Fe2O3(s) + CO(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：
请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=_____________，△H________0(填“>”、“<”或“=”)；
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1．0 mol，反应经过l0 min达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=" _________" 、CO的平衡转化率= _____________：
（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是_____________。
E．减小容器的容积
F．加入合适的催化剂
正确答案
⑴ K=c(CO2)/c(CO) < ⑵ 0．006mol/(L·min) 60℅ ⑶ C
试题分析：（1）根据化学平衡常数的定义可知：K=c(CO2)/c(CO)。由于温度升高化学平衡常数。说明升高温度，平衡向逆反应方向移动。逆反应是吸热反应，该反应的正反应为放热反应 △H<0；
（2） 1/3Fe2O3(s) + CO(g) 
起： 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
变： 1/3x x 2/3x x
终： 1 mol- 1/3x 1 mol- x 1 mol+ 2/3x 1 mol+ x
平衡常数只与温度有关，且已知1000℃时 K=4．0
即：K=c(CO2)/c(CO)=
CO的平衡转化率= 
（3）因Fe和Fe2O3为固体，对平衡没有影响所以A、B错误；C中CO2为气体生成物，减少生成物浓度平衡向正反应方向移动，故C正确；升高温度平衡向吸热反应方向移动。对于该反应来说是向逆反应方向移动，CO的平衡转化率降低。D错误；因为该反应是前后气体相等的可逆反应。所以减小容器的容积也就是增大压强。化学平衡不发生移动。CO的平衡转化率不变。E错误；催化剂只改变化学反应速率而不影响平衡的移动，故F错误。
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