- 化学平衡
- 共20016题
工业合成氨N2＋3H22NH3反应过程中的能量变化如下图所示，据图回答下列问题：
(1)该反应通常用活性铁作催化剂，加活性铁会使图中B点升高还是降低__________，理由是________________________________________________________________________。
(2)该反应平衡常数表达式为：K＝__________，当浓度商Qc__________K(填“<”、“>”或“＝”)时，反应向右进行。
(3)450℃时该反应的平衡常数__________500℃时的平衡常数(填“<”、“>”或“＝”)。
(4)一定条件下的密闭容器中，该反应达到平衡，要提高H2的转化率，可以采取的合理措施有__________(填字母代号)。
a．高温高压 b．加入催化剂 c．增加N2的浓度 d．增加H2的浓度 e．分离出NH3
正确答案
(1)降低 催化剂能降低反应的活化能 (2) 
试题分析：（1）催化剂能降低反应的活化能，所以加活性铁会使图中B点降低。
（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K＝
（3）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，即)450℃时该反应的平衡常数＜500℃时的平衡常数。
（4）由于正反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以要提高H2的转化率，可以采取的合理措施增大氮气的浓度或降低生成物的浓度，因此答案选ce。
点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，注重解题的灵活性，侧重考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有助于培养学生的逻辑推理能力。
(10分)．698 K时，向某V L的密闭容器中充入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，发生反应：H2(g)＋I2(g) 
请回答下列问题：
(1)V＝__________。
(2)该反应达到最大限度的时间是________，该时间内平均反应速率v(HI)＝________。
(3)该反应达到平衡状态时，________(填“吸收”或“放出”)的热量为__________。
正确答案
(1)2 L (2)5 s 0.316 mol·L－1·s－1 (3)放出 41.87 kJ
(1)根据图像可知，氢气的起始浓度是1.00molL，起始物质的量是2mol，所以容器容积是2L。
（2）根据图像可知，当反应进行到5s时，各种物质的浓度不再发生变化，说明反应达到平衡状态；5s内HI的浓度改变了1.58mol/L，所以HI的反应速率是1.58mol/L÷5s＝0.316 mol·L－1·s－1。
（3）根据图像可知，氢气的浓度减少了0.79mol/L，所以消耗氢气的物质的量是0.79mol/L×2L＝1.58mol，因此反应放出的热量是1.58mol×26.5 kJ·mol－1＝41.87 kJ。
在一定温度下，向容积不变的容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂，使之反应。
已知：N2(g)+3H2(g)
平衡时，容器内气体压强为起始时的80％。
（1）反应达到平衡时，放出的热量__________。
A．小于92.2 kJ
B．等于92.2 kJ
C．大于92.2 kJ
（2）保持同一温度，在相同的容器中，若起始时加入2 mol NH3、1mol H2 及固体催化剂，反应达到平衡时NH3的体积分数_______________。
A．等于0.25
B．大于0.25
C．小于0.25
（3）保持同一温度，在相同的容器中，起始通入一定物质的量N2、H2、NH3，欲使平衡时NH3的体积分数一定等于0.25。且起始时向正反应方向进行，则充入N2的物质的量a（mol）的取值范围是______________。
（4）右图是T1℃时容器中NH3的物质的量随时间的变化曲线，请在该图中补画出该反应在T2℃
（T2＞T1）时n(NH3)的变化曲线。
正确答案
（1）B
（2）C
（3）1 mol＜a＜2 mol
（4）
恒温条件下，将2．0molSO2与amolO2混合通入一密闭容器中，发生如下反应：2SO2（g）＋O2（g）
求：⑴a的值。
⑵平衡时SO2的转化率。
正确答案
（1）3.65mol （2）65%
试题分析：（1） 2SO2(g)+O2(g)
起始量（mol） 2.0 a 0
变化量（mol） 1.3 0.65 1.3
平衡量（mol） 0.7 3.0 1.3
则a＝3.0mol+0.65mol＝3.65mol
（2）平衡时SO3的转化率=
点评：在进行可逆反应的有关计算时，一般采用“三段式”进行，即分别列出起始量、转化量和平衡量或某深刻的量，然后依据已知条件列式计算即可。
（10分）现有T1℃的密闭容器中存在如下反应：2SO2 (g) + O2(g) 
（1）当SO2转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，理由是 ；若未达到，反应向 进行。（填“正反应”或“逆反应”）
（2）已知T2>T1，则该反应T2℃下的平衡常数________19。（填“>”“<”或“=”）
（3）达平衡状态时， SO2的转化率α应为 （列出与α有关的计算公式即可）
正确答案
（1）没有达到平衡因为浓度商Qc=1.1≠19,所以未达到平衡（2′） 正方向（2′）
（2）<（2′） （3）
考查可逆反应的有关计算。
（1）当SO2转化率为50％时，生成三氧化硫是0.4mol/L×0.5＝0.2mol/L，剩余SO2和氧气扥的分别是是0.2mol/L和0.9mol/L，则此时
（2）正反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向进行，则平衡常数是减小的。
（3） 2SO2 (g) + O2(g)
起始浓度（mol/L） 0.4 1.0 0
转化浓度（mol/L） 0.4α 0.2α 0.4α
平衡浓度（mol/L） 0.4－0.4α 1.0－0.2α 0.4α
所以根据平衡常数的表达式可知
(10分))对于A＋2B(气)
(1)A量的增减，平衡不移动，则A为______态。
(2)增压，平衡不移动，当n＝2时，A的状态为________；当n＝3时，A的状态为______。
(3)若A为固体，增大压强，C的组分含量减少，则____。
(4)升温，平衡向右移动，则该反应的逆反应为________反应。
正确答案
(1)固或液 (2)固或液 气 (3)n≥3 (4)放热
(1)增加或减少A的量，平衡不移动，则A为固体。
(2)增压平衡不移动，当n＝2时，A的状态为固态或液态，n＝3时A的状态为气态。
(3)若A为固体，增大压强，C的组分含量减少，说明平衡逆移，则n≥3。
(4)升温平衡右移，说明正反应为吸热反应，逆反应为放热反应。
（12分）硫酸是重要的化工原料，二氧化硫生成三氧化硫是硫酸工业的重要反应之一。
（1）现将一定量的SO2（g）和O2（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，反应2SO2（g）+O2（g）
①上述反应平衡常数的表达式K=__________
②能判断该反应达到平衡状态的标志是__________。（填字母）
a. SO2和SO3浓度相等 b. SO2百分含量保持不变
c. 容器中气体的压强不变 d. SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等。
（2）某温度下，SO2的平衡转化率（
（3）如图2所示，保持温度不变，在一定反应条件下，将2molSO2和1molO2加入甲容器中，将4molSO2和2molO2加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，SO3的体积分数甲__________乙。（填：“大于”、“小于”、或“等于”）
②若在甲容器中通入一定量的He气，使容器内的压强增大，则c（SO3）／c（SO2）将__________填：“增大”、“减小”、“不变”、“无法确定”）
（4）将一定量的SO2（g）和O2（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c（SO3）的变化如下图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时SO3的浓度约为0.25mol／L）。请在下图中画出此变化过程中SO3浓度的变化曲线。
正确答案
（1）①
（2）= （3）①小于 ②不变 （4）
（1）①平衡常数是指在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，因此该反应的表达式为
②在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态，所以b正确。平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，a不正确。反应时体积减小的，因此在反应反应过程中，压强是变化的，c正确。D中反应速率的方向是相同的，是恒成立的，d不正确，答案选bc。
（2）平衡常数只与温度有关系，所以AB两点的平衡常数相等。
（3）①乙的容积和甲相等时，相当于增大乙中压强，所以平衡向正反应方向移动，因此乙中SO2的体积分数大于甲中的。
②由于甲的体积不变，所以其浓度不变，平衡不移动，因此c（SO3）／c（SO2）不变。
在第5分钟将容器的体积缩小一半，则瞬间物质的浓度都是原来的2倍，但平衡向正反应方向移动，所以变化曲线是（见答案）。
(16分) 接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：2SO2(g)＋O2(g)
(1)该热化学反应方程式的意义是_______________________________________________
升高温度上述反应平衡常数____（填“变大”“变小”或“不变”）。
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是________。
a．v(O2)正＝2v(SO3)逆
b．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO3 0.18 mol，则v(O2)＝__________mol·L－1·min－1；若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，则平衡________________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________mol<n(SO3)<________mol。
正确答案
(1) 在450℃时，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时放出的热量为190 kJ；变小
(2) bd 4分 (3) 0.036 向正反应方向 0.36 0.40
（1）考查热化学方程式的意义。根据反应的热化学方程式可知，在450℃时，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时放出的热量为190 kJ。反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数变小。
（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A中反应速率方向相反，但不满足速率之比是相应但化学计量数之比，不正确。气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以bd都可以说明。气体的密度是混合气的质量和容器容积的比值，质量和容积均是不变的，所以密度始终是不变的，c不正确。答案选bd。
（3）容器中含SO3 0.18 mol，则消耗越强就是0.09mol，因此氧气的反应速率是
（3分）把 3mol A 和 2.5mol B 混合于 2L 的密闭容器中，使它们发生反应：
3A(气) + B(气) 
经5min后达到平衡生成1mol D，并测定C的平均速率为0.1 mol/L·min，则此反应中的B的转化率为________，C的系数为_______________,A的平衡浓度为_____________。
20%，2, 0.75 mol /L
正确答案
3A + B
始n： 3mol 2.5mol 0 0
△n： 1.5mol 0.5mol 1mol 1mol
平n：1.5mol 2mol 0.1×2×5 1mol
（12分）氮可形成多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等，NO2和N2O4可以相互转化。
（1）对反应N2O4（g）
（2）在100℃时，将0.400mol的NO2气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
①在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为 。
②100℃时，反应2NO2（g）
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是 mol/L
④计算③中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为 。（结果保留小数点后一位）
正确答案
（1）< ； < 。（2）① 0.0025 mol·L-1·s-1（单位1分）。② 2.78 。 ③ 0.1 。④ 57.5 。
N2O4（g）
N2O4（g）
0mol 0.4mol
0.08mol 0.16mol
0.08mol 0.24mol
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