- 化学平衡
- 共20016题
（12分）一定温度下，在一固定体积的容器中，通入一定量的CO和H2O，
发生如下反应：CO (g) 十H2O (g) 
（1）在850℃时，CO和H2O浓度变化如下左图，则 0～4min的平均反应速率v(CO2)＝ _mol·L-1·min-1
（2）t1℃时，在相同容器中发生上述反应，各物质的浓度变化如右上表：
① 计算t1℃该反应的平衡常数为K = 。
② t1℃时，反应在5min～6min间，平衡 移动（填向左、向右或不 ），若在第5分钟改变一种条件达到第6分钟的浓度，改变的条件是 ________。
（3）t2℃时，化学反应CO (g) + H2O (g)
正确答案
（1）0.03 （2）① 0.5 ② 向右； 将H2O (g)浓度增加到0.286 mol·L-1（写增加H2O (g)浓度得1分） （3）＜ ； t2℃的平衡常数为2，大于850℃的平衡常数1，平衡右移
（1）反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。根据图像可知，在0～4min内CO的浓度变化量是0.20mol/L－0.08mol/L＝0.12mol/L，根据方程式可知CO2的浓度变化量也是0.12mol/L，所以反应速率是
（2）①根据表中数据可知反应进行到3min时，物质的浓度就不再发生变化，反应达到平衡状态。所以平衡常数为
②反应在5min～6min间时，反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动。由于在第6min时CO的浓度减小，H2O的浓度增大，CO2的浓度也增大，说明改变的条件是增大了水蒸气的浓度，根据CO的变化量可知，在第5min时将H2O (g)浓度增加到0.266mol/L＋0.116mol/L－0.096mol/L＝0.286 mol·L-1。
（3）平衡浓度符合c（CO2）·c（H2）＝2 c（CO）·c（H2O），则此时平衡常数为2，根据（1）可计算出850℃时的平衡常数为1，即此时大于850℃的平衡常数，说明反应向正反应方向移动。又因为反应是放热反应，所以温度降低才能向正反应方向移动。
在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在85℃时发生如下反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=-Q kJ/mol CO和H2O浓度变化如图，则
（1）0-4min的平均反应速率v（CO）=______mol/（L•min）
（2）下列能说明反应达到平衡状态的是______．
a、每消耗1mol CO2的同时生成l molH2O b、体系压强保持不变
c、v正（CO）=v逆（CO2） d、容器中混合气体的密度保持不变
e、混合气体中H2O的体积分数保持不变 f、CO2和H2的体积比保持不变
t1℃时物质浓度（mol/L）的变化
（3）t℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表．
①表中3min-4min之间反应处于______状态；C1数值______0.08mol/L（填大于、小于或等于）．
②反应在4min-5min之间，平衡向逆方向移动，可能的原因是______（单选），表中5min-6min之间数值发生变化，可能的原因是______（单选）．
a．增加水蒸气 b．降低温度
c．使用催化剂 d．增加氢气浓度．
正确答案
（1）v（CO）=
（2）a、无论反应是否达到平衡状态，每消耗1mol CO2的同时生成l molH2O，所以不能作为判断平衡的依据，故错误；
b、该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，无论反应是否达到平衡状态，体系压强始终保持不变，所以不能作为判断平衡的依据，故错误；
c、当v正（CO）=v逆（CO2）时，该反应达到平衡状态，所以可以作为判断平衡的依据，故正确；
d、反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，所以气体的密度始终不变，所以容器中混合气体的密度保持不变不能作为判断平衡的依据，故错误；
e、反应达到平衡状态时，各物质的体积不变，所以混合气体中H2O的体积分数保持不变可以作为判断平衡的依据，故正确；
f、无论反应是否达到平衡状态，CO2和H2的体积比可能都保持不变，这与反应起始浓度和转化率有关，所以不能作为判断平衡的依据，故错误；
故选ce；
（3）①3min、4min时，各物质的物质的量浓度不变，所以该反应达到平衡状态；
该CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以t℃（高于850℃）时，C1数值大于850℃CO的浓度，所以C1＞0.08mol/L，
故答案为：平衡；＞；
②C1＞0.08mol/L，则C3＜0.12mol/L，C2＞0.18mol/L，4min-5min之间，平衡向逆方向移动，二氧化碳的浓度降低，一氧化碳和水蒸气的浓度都增大，所以改变的条件是增大氢气的浓度；
5min-6min之间，一氧化碳浓度减小，水蒸气和二氧化碳浓度增大，平衡向正反应方向移动，则改变的条件是增大水蒸气的浓度；
故答案为：d；a．
(10分)联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4能放出大量的热。
（1）已知：2NO2(g)＝N2O4(g) △H＝－57.20kJ·mol－1。
一定温度下，在密闭容器中反应2NO2(g)＝N2O4(g) 达到平衡。
其它条件不变时，下列措施能提高NO2转化率的是 （填字母）。
（2）25℃时，1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O (l) ，放出19.14kJ
的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)＝3N2(g)+4H2O (l)的△H＝ kJ·mol－1
（3）17℃、1.01×105Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，
c(NO2)＝0.0300mol·L－1、c(N2O4)＝0.0120mol·L－1。
计算反应2 NO2(g)
（4）现用一定量的Cu 与足量的浓HNO3反应，制得1.00L已达平衡的N2O4和NO2
混合气体（17℃、1.01×105Pa），理论上至少需消耗Cu 多少克？
正确答案
（1）BC （2）－1224.96
（3）根据题意知平衡时：c(N2O4 )＝0.0120mol·L－1 ，c(NO2)＝0.0300mol·L－1
K＝c(N2O4 )/c2(NO2) ＝0.0120/0.0300×0.0300 ＝13.3
答：平衡常数为13.3。
（4）由（3）可知，在17℃、1.01×105Pa达到平衡时，1.00L混合气体中：
n(N2O4 )＝c(N2O4)×V＝0.0120mol·L－1×1.00L＝0.0120mol，
n(NO2 )＝c(NO2)×V＝0.0300mol·L－1×1.00L＝0.0300mol，
则n总(NO2 )＝n(NO2 )＋2×n(N2O4 )＝0.0540mol
由Cu＋4HNO3＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O可得：
m(Cu)＝ 64g·mol－1×0.0540mol/2 ＝1.73g
答：理论上至少需消耗Cu 1.73g。
（1）由于该反应为气体体积减小的放热反应，要提高NO2转化率，则应该采取：
①降低温度，②增加NO2的浓度③增大压强等措施，所以B、C符合要求；
（2）由1.00gN2H4(l)放出19.14kJ，则2mol(即64g)N2H4(l)放热为1224.96kJ，
所以△H＝1224.96kJ·mol－1
（3）、（4）见答案。
超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的
正确答案
（1）< (2) 1.88×10-4mol/(L·s) (3)5000 (4)C、D
(1)自发反应，通常为放热反应，即DH小于0。（2）以NO计算，2s内NO的浓度变化为(10－2.5)×10-4mol/L，V（NO）=7.5×10-4/2 =3.75×10-4mol/(L·s)。根据速率之比等于计量系数比可知，V(N2)="1/2" V(NO)=1.875×10-4mol/(L·s)。(3)
在2L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）体系中，n（NO）随时间的变化如下表：
（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=______，已知：K（300℃）＞K（350℃），该反应是______反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）图中表示NO2的变化的曲线是______，用O2的浓度变化表示从0～2s内该反应的平均速率v=______．
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是______
a．v（NO2）=2v（O2） b．容器内压强保持不变
c．v逆（NO）=2v正（O2） d．容器内物质的密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是______
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂．
正确答案
解（1）可逆反应2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）的平衡常数k=
K（300℃）＞K（350℃），说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应是放热反应，
故答案为：
（2）由方程式2NO（g）+O2（g）⇌2NO2（g）可知，平衡时△c（NO）：△c（O2）：△c（NO2）=2：1：2，由表中数据可知，平衡时c（NO）=
由图中数据可知2s内，NO的浓度变化量为0.01mol/L-0.004mol/L=0.006mol/L，故v（NO）=
故答案为：b，0.0015mol/（L•s）；
（3）a．始终都存在v（NO2）=2v（O2）关系，故不能说明到达平衡，故a错误；
b．随反应进行气体的物质的量减小，压强增减小，容器内压强保持不变，说明到达平衡，故b正确；
c．不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比，反应到达平衡，故v逆（NO）=2v正（O2），说明到达平衡，故c正确；
d．反应混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度始终不变，故容器内物质的密度保持不变，不能说明到达平衡，故d错误；
故选bc；
（4）a．及时分离出NO2气体，平衡向正反应移动，但反应速率降低，故a错误；
b．适当升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应移动，故b错误；
c．增大O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，故c正确；
d．选择高效的催化剂，增大反应速率，不影响平衡移动，故d错误；
故选c．
某温度下，把1molN2和3molH2通入一个容积可变的密闭容器里，发生反应：
反应达到平衡状态，测得NH3为smol。若保持温度和压强不变，用m、n、p代表初始加入N2、H2、NH3的物质的量，只改变m、n数值，达到平衡各组分的质量分数不变，请填写表中编号为(1)—(3)各状态空格内的数据。
正确答案
(1)2s (2) 3 9 (3)0.3 0.3
根据等效平衡规律，需要加入的物质（换算成N2、H2）的物质的量比值应符合n(N2)∶n(H2)=1∶3，且与已知的n(N2)、n(H2)成正比。
起始 m n
换算 m+0.5p n+1.5p
(1)m=0、n=0、p=4，得m+0.5p=2，n+1.5p=6，n(N2)、n(H2)为已知的2倍，平衡时，n(NH3)="2s" mol 。
(2)平衡时，n(NH3)=3smol，n(N2)、n(H2)为已知的3倍，即有
m+0.5p=3，n+1.5p=9，p=0代入得m=3，n=9。
(3)平衡时，n(NH3)="0.25s" mol，n(N2)、n(H2)为已知的0.25倍，有m+0.5 p=0.25，n+1.5 p=0.75。m=0.1代入得p=0.3，n=0.3。
工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）______．
A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．
①由表中数据判断该反应的△H______0（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为______，此时的温度为______．
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是______．
a．升温b．加入催化剂c．增加CO的浓度
d．加入H2加压e．加入惰性气体加压f．分离出甲醇
（4）一定条件下，CO与H2在催化剂的作用下生成5molCH3OH的能量变化为454kJ．在该温度时，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是______．
A.2c1＞c3B．a+b＜90.8C.2p2＜p3D．α1+α3＜1．
正确答案
（1）A．无论是否达到平衡状态，生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，故A错误；
B．无论是否达到平衡状态，气体的质量不变，容器的体积不变，则混合气体的密度不变，故B错误；
C．随反应进行，气体的总的物质的量减小，混合混合气体的总质量不变，平均相对分子质量增大，混合气体的相对平均分子质量不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故D正确．
故答案为：CD；
（2）①温度升高，K减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故答案为：＜；
②达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×1L=1.6mol，
所以CO的转化率为
CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
起始（mol/L）：1 3 0
变化（mol/L）：0.8 1.6 0.8
平衡（mol/L）：0.2 1.4 0.8
所以：k=
故答案为：80%；250℃；
（3）a．升温，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率的减小，故a错误；
b．加入催化剂，平衡不移动，转化率不变，故b错误；
c．增加CO的浓度，CO的转化率的减小，故c错误；
d．恒容充入H2，平衡向正反应方向移动，转化率增大，故d正确；
e．恒压充入惰性气体，平衡不移动，转化率不变，故e错误；
f．分离出甲醇，平衡向正反应方向移动，转化率增大，故f正确．
故答案为：df；
（4）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）⇌CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2c1＜c3，故A错误；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化为
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）⇌CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2＞p3，故C错误；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，所以a1+a3＜1，故D正确，
故答案为：D．
已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：
请回答下列问题：
（1）若甲是10电子的单核微粒，乙是两性氢氧化物，则微粒甲的结构示意图为 。
（2）若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。1mol乙通入足量强酸溶液中与H＋反应，反应过程中能量变化如下图：
写出乙的一种用途: ;
该反应的热化学方程式是___________________________。
（3）若甲是CrO42－(黄色)和Cr2O72－(橙色)的混合溶液，在该溶液中存在如下平衡：
CrO42－(黄色) + 2H＋
若测得甲溶液的pH＝1，该溶液显 色。
（4）若甲仅含有NO3－、SO42－和X三种离子，则X离子可能是 (填序号) 。
（5）若甲是CO2，乙中HCO3－和CO32－的物质的量浓度相等，此时溶液的pH=10，
则HCO3－的电离平衡常数Ka＝ 。
正确答案
（10分）
（1） 
（2）制氮肥（或其它合理答案）（1分）
NH3(g) + H+(aq) ="=" NH4+(aq) △H＝－(b－c)kJ· mol－1 （2分）
（3）橙（1分）
（4）D（2分）
（5）10－10（2分）
试题分析：（1）根据所学知识分析，乙是Al(OH)3,则甲为Al3+，结构示意图为
（2）与碱生成气体就是铵根，甲为NH4+,乙为NH3，乙的用途为可以用来制氮肥。根据图中信息分析，反应为吸热反应，反应的热化学方程式是NH3(g) + H+(aq) ="=" NH4+(aq) △H＝－(b－c)kJ· mol－1。
（3）pH＝1呈酸性，平衡正向移动，该溶液显橙色。
（4）根据溶液整体呈电中性及考虑离子共存，应为Fe3+，故选D。
（5）Ka=10-10*10-10/10-10=10-10。
点评：本题考查的知识涉及无机反应、热化学方程式的书写、平衡移动、离子共存和电离平衡常数等知识，题目难度中，考查学生对分析问题、解决问题及计算的能力。
(一)、将2 mol SO2和1 mol O2气体在1L的容器中混合，在一定条件下发生如下反应：2SO2(g)＋O2 (g) 
(二)、某温度时，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如下图所示。
（1）X的转化率是
（2）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为 ；
（3）反应从开始至2分钟末，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= ；
（4）当反应进行到第 min，该反应达到平衡。
正确答案
(1) υ（O2)="0" .15mol/（L·s） c(O2）=0.7 mol/L
(2) 30% 3X+Y
试题分析：(一) 2s后测得SO3的浓度为0.6 mol/ L，所以V(O2)="0.5" V(SO2)=0.5
(二)由图可以知道，每反应0.1molY，和0.3molX就生成了0.2mol的Z,所以其反应的化学方程式为3X+Y
点评：本题考查了化学平衡，反应速率的相关计算，是高考考查的重点，该题综合性强，但难度不大。
已知2SO2（g）＋O2（g）
（1）应选的温度是 。
（2）应采用的压强是 ，理由是 。
（3）在合成的SO3过程中，不需要分离出SO3的原因是 。
正确答案
（1）450℃；（2）1×105Pa 因为常压下SO2的转化率已经很高，若采用较大的压强，SO2的转化率提高很少，但需要动力更大，对设备的要求更高；（3）因为SO2的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少，故不需要分离SO3。
工业生产中既要考虑反应速率快，又要考虑原料转化率高，同时也要考虑实现条件的限制。当它们出现矛盾时，两者都要兼顾，特别要适应催化剂的活性。该反应与合成氨相似，但实际情况又不完全相同，故解题时应理论联系实际，依据合成SO3的实验数据来解答。该反应与合成氨的反应相似：都是气体体积缩小的放热反应，温度升高有利于加快反应速率，但降低了反应物的转化率，适宜的条件的选择需要综合考虑。增大压强有利于加快反应速率，同时也提高了反应物的转化率，但压强对SO2的转化率影响不大，同时加压需要动力因素、设备耐压因素，综合经济效益，生产过程中采用在常压下进行最合理。由于SO2的转化率比较高，达到平衡后的混合气体中SO2的余量很少，故不需要分离SO3。
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