- 化学平衡
- 共20016题
（14分）高纯硅是当今科技的核心材料。工业上，用氢气还原四氯化硅制得高纯硅的反应为SiCl4（g）+2H2（g）
（1）T1时，反应开始的2 min内，用HCl表示的反应速率为 。
（2）该反应的平衡常数表达式为：K＝ 。
（3）保持其他条件不变，下列措施可提高SiCl4转化率的是 。
a．充入更多的SiCl4（g）
b．充入更多的H2（g）
c．及时分离出Si（s）
d．使用催化剂
e．将容器的体积扩大一倍
（4）据上表中的数据分析：T1 T2（填“＞”或“＜”，下同），理由是 。已知n1>n2，ΔH 0。
（5）有同学认为，采用水淋法来吸收生成的HCl，可以提高SiCl4的转化率。该认识 （填“合理”或“不合理”），理由是 。
（6）将平衡后的混合气体溶于水，取少量上层清液，向其中滴加足量的AgNO3溶液，反应后过滤，取沉淀向其中加入Na2S溶液，可观察到 。
正确答案
（14分）
（1）1．0 mol/（L • min）（2分） （2）（2分）
（3）be （2分）
（4）< （1分） T2时反应速率快（2分）> （1分）
（5）不合理（1分） SiCl4遇水完全水解生成硅酸和盐酸（2分）
（6）白色沉淀转化为黑色沉淀（1分）
（1）在T1时，反应开始的2 min内消耗的SiCl4的量是0.5mol，所以生成的HCl的量是2.0mol。因此用HCl表示的反应速率为1．0 mol/（L • min）。
（2）平衡常数是指在一定条件下，可逆反应达到平衡是生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。根据方程式可写出该反应的平衡常数表达式，需要注意的是在表达式中不能出现固体或纯液体的。
（3）因为这是一个体积增大的可逆反应，因此将容器的体积扩大一倍，平衡向正反应方向移动，增大反应物的转化率，e正确。充入更多的SiCl4（g），平衡虽然向正反应方向移动，但会降低自身的转化率，而提高氢气的转化率，所以a不正确，b正确。Si（s）是固体不影响平衡，c不正确。催化剂能同等程度改变正逆反应速率，但不会影响平衡，但不正确。故正确的答案是be。
（4）根据表中数据可知在相同时间内温度为T2反应速率快，因为温度越高，速率越快，故T2大于T1。n1>n2说明前者的转化率低于后者，即温度越高反应物的转化率越大，所以正反应是吸热反应。即ΔH大于0。
（5）由于SiCl4遇水完全水解生成硅酸和盐酸，所以采用水淋法来吸收生成的HCl是错误的。
（6）平衡后的混合气体溶于水，所得溶液中含有盐酸，滴加AgNO3溶液将生成AgCl沉淀，过滤后向沉淀中加入Na2S溶液，则沉淀颜色将由白色转化为黑色，这是因为Ag2S比AgCl更难溶，沉淀将向生成更难溶的物质转化。
（14分）
（1）某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：
N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝+68kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(l) △H2＝－534kJ/mol
请写出该次发射火箭时燃烧反应的热化学方程式 。
（2）下表是不同温度下水的离子积数据：
若25
t2℃下，某Na2SO4溶液中c(SO)＝5×10－4 mol·L－1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝ 。
（3）牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的羟基磷灰石保护着，它在唾液中存在平衡：Ca5(PO4)3OH(s)
已知Ca5(PO4)3F的Ksp＝2.8×10－61，比Ca5(PO4)3OH质地更坚固。请写出当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋齿的原因： 。(用离子方程式表示及简要的文字解释)
（4）一定条件下，某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时， c(NO2)=0.50mol/L、c(N2O4)="0.125" mol/L。则2NO2(g)
正确答案
（1）2N2H4(g)＋2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(l) △H＝－1136kJ/mol
（2）>； 100∶1
(3)有机酸长时间跟牙齿表面密切接触，使平衡向沉淀溶解的方向移动；
牙膏里的氟离子会与羟基磷灰石发生沉淀转化，生成氟磷灰石：
Ca5(PO4)3OH＋F－===Ca5(PO4)3F＋OH－
（4）0.50 L/mol 50%
（1）根据盖斯定律可知，②×2－①即得到2N2H4(g)＋2NO2(g)＝3N2(g)+4H2O(l)，所以反应热是△H＝－534kJ/mol×2－68kJ/mol＝－1136kJ/mol。
（2）电离是吸热的，所以随着温度的升高，水的离子积常数是增大，因此a＞1×10－14；硫酸钠溶液显中性，所以c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1。溶液中c(Na＋)＝5×10－4 mol·L－1×2÷10＝1×10－4 mol·L－1，所以c(Na＋)∶c(OH－)＝＝100︰1。
（3）由于有机酸长时间跟牙齿表面密切接触，使平衡向沉淀溶解的方向移动，所以牙齿就会受到腐蚀；由于Ca5(PO4)3F的Ksp小于Ca5(PO4)3OH的，所以牙膏里的氟离子会与羟基磷灰石发生沉淀转化，生成氟磷灰石，方程式为Ca5(PO4)3OH＋F－===Ca5(PO4)3F＋OH－。
（4）由于
（4分）一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）∶CO（g）＋2H2（g）
根据题意和所给图象完成下列各题：
（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝ ，
（2）升高温度，K值 （填“增大”“减小”或“不变”）．
正确答案
（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，所以根据方程式可知，平衡常数表达式K＝
（2）根据图像可知，温度越高，甲醇的物质的量越低，所以升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应。所以温度升高，K是减小的。
将2molN2和8mol H2在适宜条件下按下式进行反应:N2+3H2
正确答案
35％
考查可逆反应的有关计算，一般采用三段式。
N2+3H2
起始量（mol） 2 8 0
转化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 2－x 8－3x 2x
所以根据M＝m/n可知
解得x＝0.70
所以氮气的转化率是0.7÷2×100％＝35％。
（6分）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应2HI（g）
（1） 0—2 min内的平均反应速率v（HI）= 。
该温度下，H2（g）+I2（g）
（2）相同温度下，若开始加入HI（g）的物质的量是原来的2倍，则 是原来的2倍。
a．平衡常数 b．HI的平衡浓度 c．达到平衡的时间 d．平衡时H2的体积分数
正确答案
0.1 mol／(L·min) 80 b （每空2分）
（1）根据图像可知，0—2 min内，氢气的的物质的量增加了0.1mol，则必然消耗HI是0.2mol，使用平均反应速率v（HI）=
（2）平衡常数只与温度有关系，选项a不正确。由于反应前后体积不变，所以该反应是等效的，因此选项b正确，d不正确；浓度增加，反应时间增大，达到平衡的时间减少，选项c不正确，答案选b。
（8分）恒温下，将
（1）若反应进行到某时刻
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标准状况下），其中
（3）原混合气体中，
（4）达到平衡时，
正确答案
（8分，每空2分）（1）
（1）生成6mol氨气，需要N2为3mol，故a=13mol+3mol=16mol；（2）n==32mol，n(NH3)=32×25%=8mol，根据差量法，减少的物质的量为8mol，反应前总的物质的量为32+8=40mol，b=40-16=24mol，故a：b=16:24=2:3；（4）α(N2)= =25%，α(H2)= =50%，α(N2)：α(H2)=1:2。
（6分）把6 molA气体和5 molB气体混合放入4L恒容密闭容器中。在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g)
求：（1）平衡时A的物质的量浓度； （2） B的转化率；（3） x的值。（要求写出计算过程）
正确答案
（1）0．75 mol·L-1 （2）20% （3）X=3
试题分析：（1）由方程式可知每产生2mol的 C，反应会消耗3mol的A。由于反应经过5 min后达到化学平衡，此时生成2 molC，则反应消耗了3mol的A。此时还有A3mol。则c(A)=3mol÷4L=0．75 mol/L．由方程式可知若A反应3mol，则B反应了1mol．所以B的转化率="(1mol÷5" mol)×100%=20%．(3)V(D)= 0．15 mol/( L·min),n(D)= V(D)×Δt=0．15 mol/( L·min)×4L×5 min=3mol。2:X=2:3．所以X=3．
已知CO2(g)＋H2(g) 
请回答下列问题：
(1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)
A．容器中压强不变
B．c(CO2)＝c(CO)
C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．混合气体的密度不变
(3)在850 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D、E)。
(4)在850 ℃时，可逆反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，在该容器内各物质的浓度变化如下：
则3 min～4 min平衡后c3＝________mol·L－1，CO2的转化率为________。
正确答案
(1)放热 (2)C (3)A (4)0.12 60%
(1)由表可知温度升高，K减小，说明温度升高，平衡逆向进行，正反应为放热反应。(2)因为该反应为反应前后气体分子数不变的反应，所以压强不变，平均相对分子质量不变，均不能说明达到平衡状态，A、D错；选项B中CO2和CO的浓度相等，不能说明其浓度不再变化，故B错；生成CO2代表逆反应，消耗H2代表正反应，且比值等于反应方程式中的对应化学计量数之比，选项C正确；气体的质量不变且为恒容容器，所以气体密度不变不能说明达到平衡状态。(3)计算各组的浓度商：QA＝
由浓度商QC
(4)850 ℃，K＝1，设CO2的转化量为x由
则平衡常数K＝
所以x＝0.12，故c3＝0.12，
α(CO2)＝
（1）已知工业上生产H2的过程中有如下反应： CO (g) + H2O (g)
①恒容增大H2O (g)的物质的量，则CO的转化率 （填“增大”或“减小”）。
②若升高温度能使化学平衡向正反应方向移动，则正反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。
③在某温度时，该反应10 min达到平衡，且有如下数据：
则上表中x=________________，该温度下平衡常数K的数值是____________。
（2）某化学实验小组的同学模仿工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，设计出下图装置，通过电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。
②制得的氢氧化钾溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”、“D”）_______导出。
③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因 ____________________________________。
正确答案
（1）①增大 ②吸热 ③8．0 1
（2）①4OH--4e-=O2+2H2O （3分） ②D ③ 阴极氢离子放电，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大（其它各2分）
试题分析：本题考查化学反应的限度、化学平衡及电解原理的应用。（1）①恒容增大H2O (g)的物质的量，H2O (g)的浓度增大，平衡正向移动，则CO的转化率增大；②若升高温度能使化学平衡向正反应方向移动，结合温度对化学平衡的影响规律：升温平衡向吸热方向移动，则正反应是吸热反应；③分析表中数据可知，CO的浓度变化为1.6 mol·L-1，结合反应方程式知，H2O的浓度变化也为1.6 mol·L-1，H2O的起始浓度为8.0 mol·L-1，x=8.0；将表中各物质的平衡浓度代入该反应的平衡常数表达式K=c（H2）c（CO2）/c（CO）c（H2O）计算得K=1；（2）电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾，①根据题给装置图分析，左侧电极与外加电源的正极相连，作电解池的阳极，电极反应式为4OH--4e-=O2+2H2O；②右侧电极与外加电源的负极相连，作电解池的阴极，电极反应式为2H+ + 2e- = H2↑，该极区产生氢氧根，制得的氢氧化钾溶液从出口D导出；③通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，原因是阴极氢离子放电，促进水的电离，氢氧根离子浓度增大
尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下：
2NH3(g)＋CO2(g) 
已知工业上合成尿素分两步进行，相关反应如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) 
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) 
（1）下列示意图中[a表示2NH3（g）+CO2（g），b表示NH3COONH4（s），c表示CO（NH2）2（l）+H2O（l）]，能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是（填序号） 。
（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在恒定温度下，将氨气和二氧化碳按2：1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中（假设容器体积不变，生成物的体积忽略不计），经20min达到平衡，各物质浓度的变化曲线如下图所示。
（2）①从图中得知∆c(CO2)=0.2mol/L,则v(CO2)= ∆c(CO2)/t= 0.01mol·L-1·min-1。
①在上述条件下，从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率为 。
②为提高尿素的产率，下列可以采取的措施有 。
③该反应的平衡常数表达式K= ；若升高体系的温度，容器中NH3的体积分数将
（填“增加”、“减小”或“不变”）。
④若保持平衡的温度和体积不变，25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳，在40min时重新达到平衡，请在上图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线。
正确答案
（12分）
（1）C
（2）①0.01mol·L-1·min-1 ②A
③
④
试题分析：（1）反应Ⅰ是放热反应，能量：a>b，总反应是房热反应，能量：a>c，符合的是C图像。
②A项：缩小体积，平衡正向移动，故正确；B项：反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故错误。C项：平衡体系中及时分离出CO（NH2）2，改变液体的量平衡不移动，故错；D项：平衡不移动，故错。故选A。③平衡常数等于生成物气体的浓度幂之积除去反应物气体的浓度幂之积。
点评：本题考查了化学平衡知识，包括化学平衡的建立和特征等，题目难度较大，分析清楚反应的原理是解题的关键。
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