- 化学平衡
- 共20016题
某温度下，向一密闭的体积可变的容器中加入1molN2和3molH2，使之在一定条件下合成氨气。反应达到平衡后，测得平衡混合气体中氨气的浓度为m mol·L—1。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应重新达到平衡，此时平衡气体中氨气的浓度仍为m mol·L—1，加入N2、H2、NH3的物质的量分别用Xmol、Ymol、Zmol表示，应满足：
（1）体积恒定时：若X=0，Y=0，则Z
压强恒定时：若X=0，Y=0，则Z
（2）：若X=0.65，Y ，Z
压强恒定时：若X=0.65，Y ，Z
（3）压强恒定时，X、Y、Z应满足的关系式为 。
正确答案
（1）2、任意或>0 （2）1.95、0.5、1.95、任意或≥0 X/Y=1/3（X、Y、Z是非负数，且不能同时为零）
本题考查等效平衡的问题。（1）体积恒定时，1molN2和3molH2等效于加入2molNH3，但如果是压强恒定时，只要保证Z存在既可以了，即任意值。（2）体积恒定时，按照物质的量之比等于系数之比，可得Y=1.95，Z=0。压强恒定时：同上Y=1.95，但Z可以存在也可以不存在，即Z≥0；（3）X、Y、Z是非负数，且不能同时为零或者保证XY按照系数比也可以。
（7分）把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：2X(g)＋Y(g)＝nM(g)＋2W(g) 。2 min 末，若测知以W 的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为5：4，计算：
（1）前2 min内用Y的浓度变化表示的平均反应速率。
（2）2 min末时X的浓度。
（3）化学反应方程式中n的值是多少？
正确答案
（1）0.025 mol·L－1·min－1（1分） （2）0．20 mol·L－1 （1分）
（3）n=4（2分）（合理的步骤2分）
略
（6分）用注射器吸入少量NO２和N２Ｏ４的混合气体，发生如下反应(如图2—13所示)
图2—13
2NO２（ｇ）
(1)当活塞迅速向外拉时，气体的颜色先变_________，后变_________；最终和最初相比，_________更深。
(2)当活塞迅速向里推时，气体的颜色先变_________，后变_________；最终和最初相比，_________更深。
正确答案
(1)浅 深 最初 (2)深 浅 最终
（极限思维法）(1)迅速向外拉的瞬间，平衡尚未发生移动，这时单位体积内的NO2分子数目减小，所以气体颜色变浅；容积扩大，气体压强减小，平衡向逆反应方向(生成NO2的方向)移动，单位体积内的NO2分子数增多，气体颜色变深；这时容器内NO2分子总数虽多，但浓度不及初始时大，故颜色不及初始时深。
(2)迅速向里推的瞬间，平衡尚未发生移动，这时，单位体积内的NO２分子数目增多，气体颜色变深；容积变小，气体压强增大，平衡向正反应方向(生成N２Ｏ4的方向)移动，NO2分子数目减少，气体颜色变浅，但比初始时要深。
一定温度下，在容积为1L的密闭容器内放入2mol N2O4和8mol NO2，发生如下反应：2NO2（红棕色）⇌N2O4（无色）（△H＜0），反应中NO2、N2O4的物质的量随反应时间变化的曲线如图，按下列要求作答：
（1）在该温度下，反应的化学平衡常数表达式为：______
（2）若t1=10s，t2=20s，计算从t1至t2时以N2O4表示的反应速率：______mol•L-1•s-1
（3）图中t1、t2、t3哪一个时刻表示反应已经达到平衡？答：______
（4）t1时，正反应速率______（填“＞”、“＜”或“=”）逆反应速率
（5）维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡向______ 移动 （填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”）
（6）维持容器的体积不变，升高温度，达到新平衡时体系的颜色______（填“变深”、“变浅”或“不变”）
正确答案
（1）可逆反应2NO2⇌N2O4的平衡常数表达式k=
（2）由图可知，从t1至t2时N2O4的物质的量变化量为4mol-2mol=2mol，故v（N2O4）=
故答案为：0.2；
（3）到达平衡时，反应混合物各组分的物质的量不发生变化，由图象可知，t3时刻处于平衡状态，故答案为：t3；
（4）t1时刻后，NO2浓度降低，N2O4浓度增大，未到达平衡状态，反应向正反应进行，故正反应速率大于逆反应速率，
故答案为：＞；
（5）维持容器的温度不变，缩小容器的体积，压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，
故答案为：正反应方向；
（6）维持容器的体积不变，升高温度，平衡向逆反应移动，NO2浓度增大，混合气体颜色变深，故答案为：变深．
美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下图
(1)此流程的第II步反应为：CO（g）+H2O（g）
从上表可以推断：此反应是________ (填“吸”、“放”)热反应。在830℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mo1，则达到平衡后 CO的转化率为___________。
(2)此流程的第II步反应CO（g）+H2O（g）
（3）在一个不传热的固定容积的容器中，判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是_________
① 体系的压强不再发生变化
② 混合气体的密度不变
③ 混合气体的平均相对分子质量不变
④ 各组分的物质的量浓度不再改变
⑤ 体系的温度不再发生变化
⑥ v(CO2正)＝v(H2O逆)
(4)图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t 达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况：图中时刻t 发生改变的条件是_________。（写出两种）
(5)若400℃时，第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为33.2（单位为kJ），第Ⅰ步反应的热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）=3H2（g）+CO（g）△H=-103.3 kJ·mol-1。则400℃时，甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为___________________。
正确答案
(1)
(2)B
(3)④⑤⑥
(4)降低温度或增加水蒸汽的量或减少氢气的量
(5)CH4（g）+2H2O（g）=CO2（g）+4H2（g）△H=-136.5kJ·mol-1
（12分）工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应进行过程中能量的变化（曲线a未使用催化剂，曲线b使用催化剂），图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。
（1）下列说法正确的是______________
（2）从反应开始到平衡状态，用CO浓度变化表示的反应速率为_______________，H2的转化率为______________。
（3）当有0.25mol CH3OH生成时会__________（填吸收或放出）___________kJ的热量。
正确答案
（1）BC（4分，每个2分，多选倒扣）
（2）0.075mol/(Ls)； 75%（每空2分）
（3）放出； 22.75（每空2分）
略
一定温度下，在2L的密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，依据题意，回答下列问题．（1）反应开始到10s，用Z表示的反应速率为______；
（2）反应达到平衡时，Y的转化率为______；该反应的化学平衡常数K的表达式是______；
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是______；
a．生成1mol X的同时，生成2mol Z b．容器内气体的压强保持不变
c．v逆（X）=v正（Y） d．容器内气体的密度保持不变
（4）为使该反应的反应速率增大，且能使平衡向正反应方向移动的是______．
a．平衡后及时分离出Z气体 b．平衡后加入高效催化剂
c．平衡后将各物质的量同时加倍 d．平衡后仅增大X的浓度．
正确答案
（1）由图可知10s内，Z的物质的量变化为1.58mol，故v（Z）=
故答案为：0.079mol/（L．s ）；
（2）由图可知，Y的起始物质的量为1mol，平衡时Y的物质的量为0.21mol，参加反应的Y的物质的量为1mol-0.21mol=0.79mol，故Y的转化率为
由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，10后X、Y、Z的物质的量不再变化，该反应为可逆反应，且△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=（1.2-0.41）mol：（1-0.21）mol：1.58mol=1：1：2，则反应的化学方程式为：X+Y
2Z，该可逆反应的平衡常数k=
故答案为：79%；
（3）a．生成1molX相当于消耗2molZ，同时生成2molZ，说明到达平衡，故a正确；
b．该反应气体的物质的量不发生变化，容器内气体的压强自始至终保持不变，压强不变不能说明到达平衡，故b错误；
c．v逆（X）=v正（Y）说明不能物质表示正逆速率之比等于化学计量数之比1：1，说明反应到达平衡，故c正确；
d．反应混合物都是气体，气体的总质量不变，容器的容积一定，容器内气体的密度自始至终保持不变，故密度保持不变不能说明反应到达平衡，故d错误．
故选：ac．
（4）a．平衡后及时分离出Z气体，瞬间逆反应速率减小，正反应速率不变，平衡向正反应进行，随后反应混合物各组分的浓度降低，速率减小，故a错误；
b．平衡后加入高效催化剂，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，故b错误；
c．平衡后将各物质的量同时加倍，反应混合物的浓度增大，反应速率增大；该反应气体的物质的量不发生变化压强增大，平衡不移动，故c错误．
d．平衡后仅增大X的浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应进行，随后生成物的浓度增大，逆反应速速率增大，故d正确．
故选：d．
在溶液中，反应A+2B⇌C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（A）=0.100mol/L、c（B）=0.200mol/L 及 c（C）=0mol/L．反应物A的浓度随时间的变化如图所示．
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△H______0，其判断理由是______
（4）该反应进行到4.0min时的平均反应速率：
实验②：vB=______
实验③：vc=______．
正确答案
（1）与①比较，②缩短达到平衡的时间，因催化剂能加快化学反应速度率，化学平衡不移动，所以②为使用催化剂；
与①比较，③缩短达到平衡的时间，平衡时A的浓度减小，因升高温度，化学反应速度率加快，化学平衡移动，平衡时A的浓度减小，
故答案为：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）由图可知，实验②平衡时A的浓度为0.06mol/L，故A的浓度变化量0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，由方程式可知B的浓度变化量为0.04mol/L×2=0.08mol/L，故平衡时B的转化率为
实验③平衡时A的浓度为0.04mol/L，故A的浓度变化量0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，由方程式可知C的浓度变化量为0.06mol/L，故平衡时C的浓度为0.06mol/L，
故答案为：40%；0.06mol/L；
（3）因③温度升高，平衡时A的浓度减小，化学平衡向吸热的方向移动，说明正反应方向吸热，即△H＞0，
故答案为：＞；温度升高，平衡向正反应方向移动；
（4）实验②中，vA=
实验③中，vA=
故答案为：0.014mol（L•min）-1；0.009mol（L•min）-1．
某温度时，在3L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示．由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式：______；
（2）反应开始至2min末，X的反应速率为______；
（3）该反应是由______开始进行的．（正反应逆反应正逆反应同时．）
正确答案
（1）由图可知，X的物质的量增加为生成物，Y、Z的物质的量减少为反应物，反应最后反应物的物质的量为定值不为0，是可逆反应，
Y、Z、X的物质的量变化量之比为（1.2-1.0）mol：（2.0-1.6）mol：（1.0-0.4）mol=1：2：3，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为Y+2Z⇌3X，
故答案为：Y+2Z⇌3X；
（2）2min内，X的反应速率为v（X）=
故答案为：
（3））由图可知，反应开始反应混合物Y、Z、X物质的量分别为1.2mol、2.0mol、0.4mol，所以反应从正逆反应同时开始，
故答案为：正逆反应同时．
超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的N0会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下
请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H____0(填写“>”、“<”、 “=”)。
（2）前2s内的平均反应速率v(N2)=____。
（3）在该温度下，反应的平衡常数K=___。
（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是____
A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度 C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积
（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表空格中填人剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。
正确答案
（1）<
（2）1.88×l0-4mol/L/s
（3）5000
（4）CD
（5）①Ⅱ:280；1.20×l0-3；5.80×10-3； Ⅲ：1. 20×10-3；5.80×10-3 ②如下图：
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