- 化学平衡
- 共20016题
如图所示，容器A左侧是无摩擦、可平行移动的活塞。向A中充入1molX和1molY，向B中充入2molX和2molY，起始时V(A)=V(B)=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生：X(g)+Y(g) 
(1)A中X的转化率为 。
(2)平衡时，A、B中X转化率大小关系为A B（选填“＞”、“＜”、“="”" ）
正确答案
（每空3分，共6分）
（1）40% （2）＞
试题分析：分析:开始pA/pB=nA/nB=2/4=1/2,B中压强大，所以反应速率：v(A)
2/a=n/1.2a，n=2.4mol
X (g)+ Y(g) == Z(g)+2W(g)
开始(mol) 1 1 0 0
变化（mol) x x x 2x
平衡(mol) 1-x 1-x x 2x
1-x + 1-x + x + 2x=2.4 所以x=0.4 转化率=0.4/1=40%
所以X的转化率为40%.
由于B是恒容，随反应进行，B中气体物质的量变多压强变大，A是恒压，随反应进行，压强不变。所以平衡时的压强：pB大于2pA 。
若打开K，2/1.2a=6/V，V=3.6aL，达到新的化学平衡时，A的体积为3.6a L-aL=2.6aL。
点评：对于此题涉及到化学计算，因此一定要根据题目的意思作答，准确把握其反应的实质，此题便不难解决。
(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=
它所对应的化学反应为：
(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
C(s)+C02(g) 
CO(g)+H20(g)
C(s)+H20(g)
则K1、K2、K3，之间的关系是： 。
反应①的平衡常数K随温度的升高而 (增大／减小／不变)。
一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
简述理由：
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N02、N204等。对反应N2O4(g)
A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N204、N02的量)，反应速率v与时间t关系如右图所示。图中t4时引起平衡移动的条件可能是 ；图中表示平衡混合物中N02的含量最高的一段时间是 。
正确答案
本题考查了化学反应速率及化学平衡理论。（1）涉及到了平衡常数的表达式的书写，分子为生成物，分母为反应物，固体和纯液体为1。（2）K1=，K2=，K3=，①+②=③，K3=K1×K2；反应①正反应吸热，温度升高，正向移动，K增大；KⅠ==1，Q==0.8，K>Q，平衡正向移动（3）A、PC>PA，故C点速率快；B、C点NO2的体积分数小，则N2O4的体积分数大，颜色深。C、BC点的NO2的体积分数相同，故相对分子质量相同。D温度升高，平衡正向进行，NO2的体积分数增大，故T2>T1；（4）t4时刻，正逆反应同时增大，平衡逆向移动，故为增大压强。三段平衡的移动方向分别为正向、正向、逆向，故t3~t4，浓度最大。
．（10分）化学学科中的平衡理论主要内容包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡等四种，且均符合勒夏特列原理。
（1）在固定容积的密闭容器中，反应A(g)+2B(g)
A．增加B的物质的量 B．加压 C．升温 D．使用催化剂
（2）某溶液是由体积相等的NaOH溶液和醋酸混合而成，且恰好呈中性，则混合前c(NaOH) ____c(CH3COOH)，混合后溶液中c(CH3COO-)____c(Na+)
（3）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒(不考虑Zn粒对反应速率的影响)，反应过程中两溶液的pH变化如下图所示。
则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是 （填A或B）。设盐酸中加入的Zn质量为m1，醋酸溶液中加入的Zn质量为m2。则m1 m2（选填＜﹑=﹑＞）
正确答案
（1）AC（每个1分） （2）＜ ；= （3）B； ＜
（1）反应是条件增大、吸热发热可逆反应，所以要增大A的转化率，平衡应该向正反应方向移动，所以选项AC均可以。加压平衡向逆反应方向移动。催化剂不能改变平衡状态。所以正确的答案是AC。
（2）若恰好反应，则生成物醋酸钠水解显碱性，因此要显中性，醋酸一定是过量的。即氢氧化钠的浓度小于醋酸的。
（3）醋酸是弱电解质，存在电离平衡。在反应过程中会继续电离出氢离子，所以醋酸中氢离子的浓度变化程度小于盐酸。因此要使反应后的pH相等，则醋酸需要的时间就多，即B表示醋酸的。醋酸中消耗的氢离子多，则相应的锌消耗的也就多。
某温度时在密闭容器中A、B、C三种气态物质的物质的量随时间的变化如图所示。则该反应的化学方程式为 ；2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化，说明在这个条件下，反应已达到了_________状态。
正确答案
2A+B 2C 化学平衡
由图示可知，A、B的量减少，而C的量增加，到2分钟时刻，各物质的量不再改变，即达到平衡状态。平衡前各物质的△n即为方程式的系数比。
（16分）碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题：
（1）在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒，常用SO2将CO氧化SO2被还原为S。
已知： C(s)+
C(s)+O2（g）=CO2（g） ΔH2= －393．5kJ·mol－1 ②
S(s)+O2（g）=SO2（g） ΔH3= －296．8kJ·mol－1 ③
则SO2氧化CO的热化学反应方程式：
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)
①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示，该反应ΔH 0（填“>”或“ <”）。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、温度的变化关系，曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为 ；测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%，则x1= 。
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 （填序号）。
E． 混合气体的密度增大
③一定条件下，将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应，反应达到平衡时CO与H2体积之比为2∶1，则平衡常数K＝ 。
（3）最新研究发现，用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。
原理：使用惰性电极电解，乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸，
总反应为:2CH3CHO+H2O
实验室中，以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的 处理过程，其装置示意图如图所示：
①电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体，阳极电极反应分别为：
4OH－-4e－═O2↑+2H2O； 。
②在实际工艺处理过程中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水，可得到乙醇 kg(计算结果保留2位小数）
正确答案
（16分）
（1） SO2（g）+2CO（g）=S(s)+2CO2（g） ΔH=-237．4kJ·mol－1（3分）
（2）①＜（1分） K1>K2>K3（2分） 3 （2分）
②A C （2分） ③4．5 L2·mol-2 (不带单位不扣分)（2分）
（3）①CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+ （2分） ②0.19（2分)
试题分析：（1）根据盖斯定律得，目标方程式=②×2-①×2-③，ΔH=（－393．5kJ·mol－1）×2-（-126．4kJ/mol）×2-（－296．8kJ·mol－1）=-237．4kJ·mol－1，所以所求热化学方程式为SO2（g）+2CO（g）=S(s)+2CO2（g） ΔH=-237．4kJ·mol－1；
（2）①由图1可知，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，正向是放热反应，ΔH<0；n(H2)/n(CO)一定时，CO的转化率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，转化率高的平衡常数大，所以K1、K2、K3的大小关系为K1>K2>K3测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%，CO的转化率是60%，设B点时CO、H2的物质的量分别是m、n，可得60%m=40%n/2，所以n/m=3,即x1=3；
②A、增大反应物浓度，正反应速率先增大后减小，说明平衡正向移动，正确；B、增大生成物浓度，逆反应速率先增大后减小，说明平衡逆向移动，错误；C、降低温度，K值增大，说明生成物浓度增大，反应物浓度减小，平衡正向移动，正确；D、减小压强，平衡逆向移动，反应物的体积百分含量增大，错误；E、恒容条件时混合气体的密度增大，说明容器中气体质量增加，可能是反应物也可能是生成物，平衡移动方向不确定，错误，答案选AC；
③设平衡时CO的浓度是x，则氢气的浓度是2x-1，生成甲醇的浓度是1-x，根据题意得：x/(2x-1)=2:1,x=2/3mol/L,所以K=(1-x)/x·(2x-1)2=4．5 L2·mol-2
（3）①阳极发生氧化反应，乙醛被氧化为乙酸，氢氧根离子被氧化为氧气，则阴极发生还原反应，乙醛被还原为乙醇，同时氢离子被还原为氢气，所以阳极电极反应式除生成氧气外，还有CH3CHO－2e－+H2O═CH3COOH+2H+
②阴极反应是CH3CHO+2e－+2H+=CH3CH2OH，所以注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水，阴极区乙醛的去除率可达60%，生成乙醇的质量是1000L×300mg/L×60%×10-3g/mg÷44g/mol×46g/mol=188．2g=0.19kg。
（10分）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。请回答：
（1）工业上合成甲醇CO(g) ＋ 2H2(g) 
①根据表中数据可判断ΔH （填“＞” 或 “＝” 或 “＜”）0。
②300℃时，向容积为1L的密闭容器中充入2 mol CO、3 mol H2和2 mol CH3OH，此时反应将 。
A．向正方向移动 B．向逆方向移动 C．处于平衡状态
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(l) ΔH＝ －a kJ·mol-1
②2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH＝ －b kJ·mol-1
写出该条件下甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
。
（3）改变下列条件，能同时加快正反应的速率，增大CO的转化率的是
A．使用催化剂 B．缩小容器体积
C．降低温度 D．分离CH3OH的物质的量
（4）以甲醇、氧气为原料，KOH溶液作为电解质溶液构成燃料电池总反应为：2CH3OH +3O2+4OH- = 2CO32- + 6H2O，则负极的电极反应式为 。
正确答案
（10分）（1）①＜ ②A
（2）CH3OH(l) ＋ O2(g) ＝ CO(g) ＋ 2H2O(l) ΔH＝ －(a—b)/2 kJ·mol-1
（3）B （4）CH3OH — 6 e－ + 8OH— = CO32— + 6 H2O
试题分析：（1）随着温度的升高，平衡常数逐渐减小。这说明升高温度，破坏向逆反应方向移动，所以正方应是放热反应，即△H小于0。
（2）根据盖斯定律可知（①－②）÷2即得到反应CH3OH(l) ＋ O2(g) ＝ CO(g) ＋ 2H2O(l)，所以该反应的反应热△H＝ －(a—b)/2 kJ·mol-1。
（3）催化剂并能改变平衡状态，A不正确；缩小容器体积，增大压强，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，增大CO的转化率，B正确；降低温度，反应速率降低，C不正确；分离CH3OH的物质的量，反应速率也是降低的，不正确，答案选B。
（4）根据反应式可知，甲醇失去电子，在负极通入，所以负极的电极反应式是CH3OH－6 e－ + 8OH— ＝ CO32— + 6 H2O。
点评：该题是中等难度的试题，也是高考中的常见题型。该题综合性强，难易适中，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练。有助于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是明确原电池的工作原理，以及外界条件对平衡状态的影响，然后结合题意灵活运用即可。
（10分）在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2（g）＋H2（g）
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝ 。
（2）该反应为 反应（选填吸热、放热）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 。
a．容器中压强不变 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ正（H2）＝υ逆（H2O） d．c（CO2）＝c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），试判断此时的温度为 ℃。
正确答案
(共10分）
（1）
（3）b、c；(2分) （4）830 (2分)
试题分析：CO2（g）＋H2（g）
随着温度升高，K值增大，，说明平衡向正向移动，所以该反应为吸热反应；
能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是b、c。
a．容器中压强不变 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ正（H2）＝υ逆（H2O） d．c（CO2）＝c（CO）
（4）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO2）·c（H2）＝c（CO）·c（H2O），
点评：在书写平衡常数表达式时，要注意以下问题：
① 在应用平衡常数表达式时，稀溶液中的水分子浓度可不写。因为稀溶液的密度接近于1 g/mL。水的物质的量浓度为55.6 mol/L。在化学变化过程中，水量的改变对水的浓度变化影响极小，所以水的浓度是一个常数，此常数可归并到平衡常数中去。
对于非水溶液中的反应，溶剂的浓度同样是常数。
② 当反应中有固体物质参加时，分子间的碰撞只能在固体表面进行，固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响，因此，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中，就不写固体的浓度。
③ 化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。
④ 不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样。平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。
⑤一般认为K>10^5反应较完全（即不可逆反应），K<10^(-5)反应很难进行（即不反应）。
平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度。
（10分）科学家通过不断地努力，找到了CO合成甲醇的新方法．CO和
正确答案
设CO为1mol，H2为m mol，则
起始量（mol） 1 m 0
转化量（mol a 2a a
平衡量（mol） 
则
考查可逆反应的有关计算，一般采用三段式。
将1molI2（g）和2molH2置于5L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2（g）＋H2（g）
（1）达到平衡时，I2（g）的物质的量浓度为________。
（2）若改变反应条件，在甲条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅰ）所示，在乙条件下w（HI）的变化如曲线（Ⅲ）所示。则甲条件可能是____，乙条件可能是________（填入下列条件的序号）。
①恒容条件下，升高温度
②恒容条件下，降低温度
③恒温条件下，缩小反应容器体积
④恒温条件下，扩大反应容器体积
⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂
正确答案
（1） 0．02mol/L （2）③⑤；④
（1）根据方程式可知，反应前后体积是不变的，所以根据图像可知，生成HI是3mol×0.6＝1.8mol，则消耗单质碘是0.9mol，所以平衡时单质碘的浓度是
（2）根据图像可知，曲线I到达平衡的时间最少，说明反应速率快，但平衡是不移动的，所以答案选③⑤；曲线Ⅱ到达平衡的时间最长，说明反应速率慢，但平衡是不移动的，所以答案选④；
（10分）在一容积为2 L的密闭容器中加入2 molA和3 molB，保持温度为30℃，在催化剂存在的条件下进行下列反应：A(g)+2B(g)
请回答下列问题，
（1）该反应的焓变△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
（2）30℃时，平衡混合气中C的体积分数ω= ，A物质的转化率与B物质的转化率之比为 。
（3）30℃时，若在同一容器中加入1.5 mol A、 mol B和1.5 mol C，则平衡混合气中C的体积分数仍为ω，此时平衡体系中A的物质的量浓度为 mol·L－1。
正确答案
(1) < (2) 30% 3/4 (3) 2 0.75
（1）升高温度，生成物的物质的量减少，说明平衡向泥反应方向移动，因此正反应是放热反应，即△H小于0。
（2）因为反应前后体积不变，所以平衡混合气中C的体积分数ω=
（3）根据条件可知，这是一个等效平衡。由于反应前后是体积不变的，所以要使平衡等效，则C的物质的量全部转化为A和B之和，A、B的物质的量之比应等于2︰3，1.5molC可以生成0.5mol和1.0molB，所以
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