- 化学平衡
- 共20016题
在一固定容积为2L的密闭容器内加入0．2 mol的N2和0．6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)
（1）该反应所用的催化剂是 （填写名称）
该反应450℃的平衡常数 500℃时的平衡常数（填“>”、“<”或“=”）。
（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
（3）如上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH3的物质的量为0．2mol计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(N2)为______________mol/(L¯min)。
（4）下列研究目的和示意图相符的是 。
正确答案
（1）铁触媒，﹥
（2）B D
（3）0．01 mol/L
（4）C
试题分析：（1）该反应所用的催化剂是触媒，由于该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，故 该反应450℃的平衡常数应该大于500℃时的平衡常数。
（2）由于容器中气体的平均分子量和容器中气体的密度如果没有平衡始终在发生着变化，故选BD。
（3）根据反应速率的计算公式可求得v(N2)为0．01mol/(L¯min)。
（4）A．反应物气体的计量数大于生成物气体的计量数，则增大压强平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，压强越大反应速率越大，图象不符，故A错误；B．正反应放热，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，图象不符，故B错误；C．增加氮气，正反应速率增大，加入氮气瞬间逆反应速率不变，然后逐渐增大，重新达到平衡状态，图象符合，故C正确；D．加入催化剂，反应速率增大，达到平衡所用时间少，图象不符合，故D错误．故选C．
下图中A、B均为固体，其中B为单质。下图可用于工业生产F，F是衡量一个国家化工水平的标志。
回答下列问题：
（1）A的化学式____________
（2）反应①是一个氧化还原反应，该反应发生时，每生成4 mol气体C，转移电子____________mol
（3）写出D与铝单质反应的化学方程式_____________
（4）反应②是可逆反应，在2 L的密闭容器中投入4 molC和3 molX,10分钟后反应达到平衡,平衡时混合气体共6 mol,则下列说法正确的是_____________
A．工业制取F时,C和X生成E的反应是在吸收塔进行
B．这10分钟内,X的平均速率是0.1mol/( L·min)
C．当C和X的消耗速率比为2:1时,标志着反应达到平衡
D．平衡时C的转化率是50% E．在工业生产中可以通过增加X的量来提高C的转化率
F．工业生产中直接用水来吸收E
（5）写出2.24L气体C与0.15mol氢氧化钠溶液反应的离子化学方程式______________。
（6）将5 mL 0.02mol/L的F溶液与5 mL 0.02 mol/LNaOH溶液充分混合，若混合后溶液的体积为10mL，则混合液的pH是__________写出F的一种用途_______________。
正确答案
（1）FeS2
（2） 22mol mol
（3）
（4）D、E
（5）2SO2 + 3NaOH = NaHSO3 + Na2SO3
（6）2 ；化工原料、制肥料、加工金属等（合理即可）
（10分）自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1km，压强增大约25000～30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡：
SiO2(s) +4HF(g)
根据题意完成下列填空：
（1）在地壳深处容易有 气体逸出，在地壳浅处容易有 沉积。
（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应 （选填编号）。
a．一定向正反应方向移动 b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向逆反应方向移动 d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时， （选填编号）。
a．2v正(HF)=v逆(H2O) b．v正(H2O)=2v逆(SiF4)
c．SiO2的质量保持不变 d．反应物不再转化为生成物
（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0 min，容器内气体的密度增大了0.12 g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为 。
正确答案
1）SiF4 H2O SiO2 （2）ad （3）bc （4）0.0010mol/(L·min)
试题分析：（1）在地壳深处压强大，则平衡有利于向正反应方向移动，所以SiF4、H2O逸出。在地壳浅处压强小，有利于平衡向逆反应方向移动，则二氧化硅易沉积。
（2）正反应是放热反应，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，所以改变的条件是降低温度，因此答案选ad。
（3）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，所以c正确，d不正确。a只反应速率的方向相反，但不满足速率之比之比是相应的化学计量数之比，所以不正确。平衡时气体的质量不再发生变化，所以密度不再发生变化，b正确。答案选bc。
（4）容器内气体的密度增大了0.12g/L，则气体质量增加了0.24g。根据方程式可知，每消耗4molHF，气体质量就增加60g，所以参加反应的氟化氢是
点评：本题综合性强，是高考中的热点考题，主要考查学生的分析问题，解决问题的能力。
以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下：
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在______的郊区(填标号）
A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工业城市 D.人口稠密的文化、商业中心城市
(2)沸腾炉中发生反应的化学方程式为_____，接触室中发生反应的化学方程式是_____。
(3) 在硫酸工业制法中，下列生产操作与说明生产操作的主要原因二者都正确的是_____。
A. 硫铁矿燃烧前要粉碎，因为大块的黄铁矿不能在空气中反应
B. 从沸腾炉出来的气体要净化，因为炉气中的SO2会与杂质反应
C. SO2氧化成SO3要用催化剂，这样可提高SO2的转化率
D. SO3用98. 3%的浓硫酸来吸收，目的是为了防止形成酸雾，以提髙SO3吸收效率
(4) 下表是压强对SO2平衡转化率的影响
对于SO2转化SO3的反应,增大压强可使转化率______________，但在实际工业生产中常采用常压条件，理由是________________________________。
(5)某工厂用500t含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸，若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是_____t。
正确答案
（15分） （1）C （2分）
（2）4FeS2＋11O2
（3）D （2分） （4）升高 常压下转化率已经很高，增加压强可提高转化率，但增加了设备、动力成本等，效益反而下降 （3分） （5）376.32t （4分）
试题分析：（1）A、硫酸厂厂址的选择综合经济效益考虑，硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本，故A不正确；B、风光秀丽的旅游城市，不靠近原料基地，也不靠近消耗硫酸的工业城市，导致原料运输与产品运输成本高，同时还会对旅游城市造成污染，故B不正确；C、由于硫酸产品的运输成本要高于原料黄铁矿的运输成本，所以厂址应选择在消耗硫酸甚多的工业城市，故C正确；D、人口稠密的文化、商业中心城市，远离原料基地和消耗硫酸的工业城市，同时为了防止污染环境，不宜考虑作为硫酸厂厂址．故D不正确，所以答案选C。
（2）黄铁矿在沸腾炉中发生反应，所以沸腾炉中发生反应的化学方程式为4FeS2＋11O2
（3）A、在硫酸工业制法中，黄铁矿燃烧前需要粉碎，是为了增大与空气的接触面，加快反应速率，不是因为大块的黄铁矿不能在空气中燃烧，故A不正确；B、从沸腾炉出来的炉气中含有SO2、O2、N2、水蒸气、灰尘、砷硒化合物等，由于砷硒化合物能导致催化剂失去催化活性，因此需净化，不是因为炉气中二氧化硫会与杂质反应，故B不正确；C、二氧化硫氧化为三氧化硫时需使用催化剂，目的是加快反应速率，提高产量．并不能提高二氧化硫的转化率，故C不正确；D、在吸收塔中三氧化硫用98.3%的浓硫酸吸收，目的是防止形成酸雾，以提高三氧化硫的吸收效率．故D正确，答案选D。
（4）根据表中数据可知，增大压强，SO2的转化率升高。由于在常压下SO2转化率已经很高，增加压强可提高转化率，但增加了设备、动力成本等，效益反而下降，所以在实际工业生产中常采用常压条件。
（5）根据S元素守恒可知： FeS2～～～～～～～～～～～～～2H2SO4
120t 2×98t
500t×0.48×0.98×0.96 m×0.98
解得m＝376.32t
在密闭容器中加入等浓度的CO与H2O，T ℃时发生如下反应：
CO(g)＋H2O(g) 
已知CO的浓度变化如图所示，第4 minCO的浓度不再改变。
（1）从0~4 min，该反应的平均速率v(CO)＝ mol/（L·min）；该反应的平衡常数表达式为：K= ；可计算得该反应的平衡常数结果为：K= 。
（2）为了增大CO的转化率，可以采取的措施有 。
（3）若不改变反应温度和反应物中CO的起始浓度，使CO的转化率达到90%，则水蒸气的起始浓度至少为 mol/L？
正确答案
（1）0.03 
试题分析：（1）从0~4 min，v(CO)=（0.20mol·L-1-0.08 mol·L-1）÷4 min="0.03" mol/（L·min）；
点评：化学反应速率和化学平衡常数是高考必考知识点，考生在备考过程中应注意积累掌握典型的题型。
（10分）硫—碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ. SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI
Ⅱ. 2HIH2＋I2
Ⅲ. 2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O
(1) 分析上述反应，下列判断正确的是 。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H2O
d．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2
(2) 一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如图所示。
① 0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝ 。
② 该温度下，H2(g)＋I2(g)2HI(g)的平衡常数K＝ 。
③ 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
(3) 实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时若加入少量下列试剂中的 ，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
正确答案
(1)c (2) ①0.1 mol·(L·min)－1 ②64 ③b (3) b
试题分析：（1）2SO2＋O2＋2H2O=2H2SO4是常温下自发进行的，所以2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O很难在常温下进行，a错误；SO2是还原剂HI是还原产物，所以SO2的还原性强于HI，b错误；三个反应的总反应为2H2O
（2）①v(HI)=
②根据图示可知，平衡时c(H2)=0.1mol/L，则c(I2)=0.1mol/L，c(HI)=0.8mol/L，所以K=
③若开始加入2molHI，则相当于将原容器增大2倍的压强，平衡不移动，但所有物质的浓度是原来的2倍，所以b正确。
（3）Zn能与CuSO4反应形成Cu—Zn原电池，加快反应速率，所以b正确。
点评：本题综合性强，但是难度不大，根据一般的解题规律很轻松解答。
150 ℃时，向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动，整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体，在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计)，反应后恢复到原温度。平衡后容器体积变为3.4 L，容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。
（1）反应前混合气体中V(N2):V(H2)＝____________；反应达平衡后V(NH3)＝____________L；该反应中N2转化率为____________。
向平衡后的容器中充入0.2 mol的NH3，一段时间后反应再次达到平衡，恢复到150 ℃时测得此过程中从外界吸收了6.44 kJ的热量。
（2）充入NH3时，混合气体的密度将____________，在达到平衡的过程中，混合气体的密度将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将____________5(填“＞”、“＜”或“＝”)。
（3）下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡____________。
A．容器不再与外界发生热交换
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变
C．当V(N2):V(H2):V(NH3)＝1:3:2时
D．当容器的体积不再发生变化时
（4）写出该反应的热化学方程式：__________________________________。
正确答案
(1)1:3；0.6；30%
(2)①增大；减小；＝；②A、B、D； ③N2(g)＋3H2(g)
在溶液中，反应A＋2B
请回答下列问题：
(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：
②______________________________________________；
③______________________________________________；
(2)实验②平衡时B的转化率为________；实验③平衡时C的浓度为________________；
(3)该反应的ΔH________0，其判断理由是_________________________________；
(4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速率：
实验②：vB＝________；
实验③：vC＝________。
正确答案
(1)②加催化剂 达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变 ③温度升高 达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小
(2)40%(或0.4) 0.060 mol/L
(3)> 温度升高，平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应
(4)0.014 mol/(L·min) 0.009 mol/(L·min)
本题主要考查化学平衡，意在考查考生读图、表述和计算能力。(1)分析图像可知，①和②在平衡时刻A的浓度相等，且②的曲线斜率较大，说明反应速率较大，故是改变某一条件使反应加快，但平衡没有移动，故只可能是使用了催化剂。①和③相比较，平衡时刻③中A的浓度较小，曲线斜率较大，说明③的反应速率较大且平衡向正方向移动，而起始浓度相等，故只可能是升高温度。
(2)由起始到平衡时刻Δc(A)＝0.10 mol·L－1－0.060 mol·L－1＝0.040 mol·L－1，故Δc(B)＝0.080 mol·L－1，则B的转化率为0.080÷0.20×100%＝40%；实验③平衡时刻，c(C)＝0.060 mol·L－1。
(3)由(1)可知，温度升高平衡向正方向移动，那么该反应正反应方向要吸热，ΔH>0。
(4)观察图像可知，在第4.0 min时，②中c(A)＝0.072 mol·L－1，③中c(A)＝0.064 mol·L－1。②中v(A)＝(0.10 mol·L－1－0.072 mol·L－1)/4.0 min＝0.007 mol·L－1·min－1，而v(B)＝2v(A)＝0.014 mol·L－1·min－1。③中v(A)＝(0.1 mol·L－1－0.064 mol·L－1)/4.0 min＝0.009 mol·L－1·min－1，而v(C)＝v(A)＝0.009 mol·L－1·min－1。
(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=
(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
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
略
一定温度下，将3molA气体和1molB气体通过一密闭容器中，发生如下反应： 3A(g)+B (g)
(1) x＝ ； 1min内，B的平均反应速率为_________；
(2)若反应经2min达到平衡，平衡时C的浓度_________0.8mol/L(填“大于”、“等于”或“小于”)；
(3)平衡混合物中，C的体积分数为22%，若维持容器压强不变,达到平衡时C的体积分数_________22%，(填“大于”、“等于”或“小于”)；
(4)若改变起始物质加入的量，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)之间应满足的关系式__________________ 。
正确答案
（1）2 0.2 mol/(L·min)； （2） 小于
（3）大于 (4)n(A)+3n(C)/2=3 n(B)+ n(C)/2=1。
试题分析：
3A(g) + B (g)
起始 3 1 0
转化 1.2 0.4 0.4×2=0.8
1min 1.8 0.6
所以x=2 B的平均反应速率为0.2 mol/(L·min)
（2）1min是C的浓度为0.4mol/L，2min平衡时随反应浓度降低，反应速率减慢，因此C的浓度小于0.8 mol/L。
（3）若维持容器压强不变，需要缩小容器体积，有利于反应正向移动，因此C的体积分数大于22%。
（4）根据等效平衡原理，需要满足：n(A)+3n(C)/2=3 n(B)+ n(C)/2=1。
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