- 化学平衡
- 共20016题
（1）为探究用CO2来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol
CO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH（g）的浓度随时间变化如图。请回答
① 从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率：v(H2)=________mol/（L·min）。
②升高温度，该反应的平衡常数的数值将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③下列措施中能使平衡混合物中n（CH3OH）/n（CO2）增大的是________
A．加入催化剂
B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离
D．再充入3molH2（2）合成氨的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)
①某温度下，若把10mol N2与30mol H2置于体积为10L的密闭合成塔内，反应达到平衡状态时，测得平衡混合气体中氨的体积分数为1/5，则该温度下反应的K=___________（可用分数表示）。
②对于合成氨反应而言，下列有关图象一定正确的是（填序号）_______________
正确答案
（1）①0.225；②减小；③CD
（2）①1/12 L2·mol-2（或
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”或“放”）热反应。在830℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入1mo1CO和2mo1H2O，则达到平衡后CO的转化率为__________________ 。
（2）在500℃，以下表的物质的量（按照CO、H2O、H2、CO2的顺序）投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应，达到平衡后下列关系正确的是________________
A．2c1= c2 =c3 B．2Q1=Q2=Q3 C．α1 =α2 =α3 D．α1 +α2 =1
（3）在一个绝热等容容器中，不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是____________ 。
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 ⑥v(CO2)正＝v(H2O)逆
（4）下图表示此流程的第II步反应，在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况：图中t2时刻发生改变的条件是______________、_______________（写出两种）。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍，在图中t4和t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线，并标明物质（假设各物质状态均保持不变）。
正确答案
（1）放 ；66.7%
（2）AD
（3）②③
（4）降低温度 ；或增加水蒸汽的量，或减少氢气的量；
在实验室中做如下实验：一定条件下，在容积为2.0L的恒容密闭容器中，发生如下反应：
2A(g)＋B(g)
（1）若A、B起始物质的量均为零，通入C的物质的量（mol）随反应时间（min）的变化情况如下表
根据上表数据，完成下列填空：
①在实验1中反应在10至20min内反应的平均速率为________mol/(L·min)；实验2中采取的措施是
________；实验3中n3________1.0 mol（填“＞、＝、＜”）。
②比较实验4和实验1，可推测该反应中Q___________0（填“＞、＝、＜”＝，理由是________________________。
（2）在另一反应过程中A(g)、B(g)、C(g)物质的量变化如图所示，根据图中所示判断下列说法正确的
__________。
a．10～15 min可能是升高了温度
b．10～15 min可能是加入了催化剂
c．20 min时可能是缩小了容器体积
d．20 min时可能是增加了B的量
正确答案
（1）①υ(C)=0.0065mol/(L·min)；使用催化剂；＞；②＜；温度降低，C的平衡浓度升高，说明正反应放热
（2）abd
2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了各国的普遍重视．过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应过程中能量（单位为kJ•mol-1）的变化：
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是______（填字母）．
A．△H＞0，△S＞0
B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜O
D．△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在1L固定体积的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），经测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）=______．
②该反应的平衡常数表达式K=______．
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是______．（填字母）
A．升高温度
B．将CH3OH（g）及时液化抽出
C．选择高效催化剂
D．再充入1molCO2和3molH2
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出362.9kJ的热量，写出该反应的热化学方程式为______．
正确答案
（1）依据反应和图象分析判断：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），气体的物质的量减少，反应是熵减少的反应△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H＜0，
故答案为：C；
（2）二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L，则：
①v（CO2）=
故答案为：0.075mol/（L•min）；
②CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数表达式K=
故答案为：
③措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是：
A、反应是放热反应，升温平衡逆向进行；故A错误；
B、将CH3OH（g）及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；
C、选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；
D、再充入l molCO2和4molH2，增大压强平衡正向进行，故D正确；
故选：BD；
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出362.9kJ的热量，则1mol甲醇完全燃烧恢复到原状态时，放出热量
=362.9kJ×
故答案为：CH3OH（l）+
在一定条件下，可逆反应2NO2（g）⇌N2O4（g）△H＜0达到平衡，当分别改变下列条件时，请填空：
（1）保持容器容积不变，通入一定量的NO2，则达到平衡时NO2的百分含量______（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量______．
（2）保持压强不变，通入一定量的NO2，则达到平衡时NOΡ的百分含量；保持压强不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量______．
（3）保持容器容积不变，通入一定量的氖气，则达到平衡时NO2的转化率______；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2的转化率______．
正确答案
（1）保持容器容积不变，通入一定量的NO2，等效为增大压强到达的平衡，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时NO2的百分含量比原平衡相比减小，
保持容器容积不变，通入一定量N2O4，等效为增大压强到达的平衡，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时NO2的百分含量比原平衡相比减小，
故答案为：减小；减小；
（2）平衡后通入一定量的NO2，相当于开始一次性通入相应量的NO2，保持压强不变，NO2浓度不变，为等效平衡，达到平衡时NO2的百分含量不变；
平衡后通入一定量N2O4，相当于开始一次性通入相应量的NO2，保持压强不变，NO2浓度不变，为等效平衡，达到平衡时NO2的百分含量不变，
故答案为：不变；不变；
（3）保持容器容积不变，通入一定量的氖气，反应混合物各组分的浓度不变，平衡不移动，达到平衡时NO2的转化率不变，
保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，反应混合物的浓度降低，相当于为降低压强，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时NO2的转化率减小，
故答案为：不变；减小．
硫酸生产主要有硫磺法和硫铁矿法等，这两种制法均经过催化氧化步骤．
（1）钒触媒（V2O5）能加快SO2的氧化速率，此过程中SO2先与V2O5反应生成V2O4．该过程的化学方程式可表示为______．
（2）为测定过程中混合气的SO2体积分数，选用0.0500mol/LI2的标准溶液、淀粉溶液进行测定．已知：V（耗用I2标准溶液）=10.00mL，V（采集烟气）=100.0mL（已折算为标准状况），则烟气中SO2的体积分数为______．
（3）一定温度时，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示．试分析工业生产中采用常压的原因是______．
（4）在温度相同、体积均为1L的三个密闭容器中，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．
已知：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；△H=-98.3kJ•mol-1．
则α1+α2=______，p=______mol，b+c=______kJ．
正确答案
（1）SO2先与V2O5反应生成V2O4，V2O5参与反应作氧化剂，本身被还原为V2O4则二氧化硫被氧化为三氧化硫，
故答案为：SO2+V2O5⇌V2O4+SO3；
（2）根据公式n=c×v，I2的物质的量为n=0.0500mol/L×0.01L=5×10-4mol，根据反应：
SO2 +I2 +2H2O=H2SO4+2HI
5×10-4mol 5×10-4mol
标准状况下的体积为5×10-4mol×22.4L/mol=1.12×10-2L．V（采集烟气）=100.0mL（已折算为标准状况），则烟气中SO2的体积分数为
（3）当压强为0.1KPa时，SO2的转化率为0.90，SO2的转化率已很高，当压强为1.0KPa时，SO2的转化率为0.95；
此时，对设备、能源都有很高的要求，压强的增加引起SO2转化率的变化并不明显，经济上不划算，
故答案为：在常压时，SO2的转化率已很高，若加压，则对设备、能源等有较高的要求，经济上不划算；
（4）在温度相同、体积均为1L的三个密闭容器中，SO3的物质的量均为1mol．化学平衡状态的达到与化学反应途径无关．在相同的条件下，可逆反应，无论从正反应开始还是从逆反应开始，还是从既有反应物又有生成物开始，达到的化学平衡状态是相同的，平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变，就是等效平衡．三个密闭容器，保持恒温、恒容，最终c（SO3）=1.4 mol•L-1．三个容器中的反应为等效平衡．体积均为1L，最终n（SO3）=1.4 mol．
甲 2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；△H=-98.3kJ•mol-1．
起始量（mol） 2 1 0
变化量 （mol） 1.4 0.7 1.4-98.3kJ×
平衡量 （mol） 0.6 0.3
故a=68.81，α1=
乙容器保持恒温、恒容，和甲容器中反应为等效平衡．故b=98.3kJ×（2-1.4）/2=29.49kJ．该反应从三氧化硫开始，α2=
丙 2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；△H=-98.3kJ•mol-1．吸收ckJ说明反应从逆反应方向开始．
起始量（mol） m n p
变化量 （mol） 0.2 0.1 1.4÷（1-12.5%）-1.4
平衡量 （mol） m+0.2 n+0.1 1.4
P=1.4÷（1-12.5%）=1.6，c=98.3kJ×（1.6-1.4）/2=9.83
b+c=29.49+9.83=39.32kJ，
故答案为：1；1.6；39.32．
将1molI2（g）和2molH2置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应： I2（g）+H2（g）
（1）达平衡时，I2（g）的物质的量浓度为___________ 。
（2）若改变反应条件下，在甲条件下ω（HI）的变化如图曲线（I）所示，在乙条件下ω（HI）的变化如图曲线（III）所示。则甲条件可能是________（填入下列条件的序号。下同），乙条件可能是______。
①恒容条件下，升高温度
②恒容条件下，降低温度
③恒温条件下，缩小反应容器体积
④恒温条件下，扩大反应容器体积
⑤恒温恒容条件下，加入适当催化剂
（3）若保持温度不变，在另一相同的2L密闭容器中加入a mol I2(g)、b mol H2和c mol HI（a、b、c 均大于0），发生反应，达平衡时，HI的体积分数仍为0.60，则a、b、c的关系是______________ 。
正确答案
（1）0.05mol/L
（2）③⑤；④
（3）
向体积为2 L的固定容积密闭容器中通入3molX气体，在一定温度下发生如下反应： 2X(g)
（1）经5min 后反应达到平衡 , 此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍, 则用Y表示的速率为_________________ mol/(L·min)。
（2）若向达到（1）的平衡体系中充入氦气，则平衡向____________ (填"左"或"右"或"不)移动。
（3）若在相同条件下向达到（1）所述的平衡体系中再充入0.5molX气体 , 则平衡后X 的转化率______________________ (填“大于”或“等于”或“小于”)（1）的平衡中X的转化率。
（4）若保持温度和体积不变，起始时加入X、Y、Z 物质的量分别为a mol、b mol、c mol, 达到平衡时仍与（1）的平衡等效，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围应该为_________________________ 。
正确答案
（1） 0.03
（2） 不
（3）小于
（4） 0.9
A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球。关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1．K3分别充人A．B中，反应起始时，A．B的体积相同。(已知：2NO2
（1）一段时间后，反应达到平衡，此时A．B中生成的N2O4的速率是VA_________VB。(填“>”．“<”．“=”)；若打开活塞K2，气球B将__________(填：变大．变小．不变)。
（2）若在A．B中再充人与初始量相等的NO2，则达到平衡时，NO2的转化率αA将_________ (填增大或减小．不变)；若通人等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将_________，B中NO2的转化率将_________(填： 变大．变小．不变)。
（3）室温下，若A．B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，_________中的颜色较深。
（4）若在容器A中充人4．6g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57．5，则平衡时N2O4的物质的量为_________
正确答案
（1）<；变小
（2）增大；不变；变小
（3）A
（4）0.02mol
随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
（1）处理NOx的一种方法是利用氨气非催化还原法将NOx还原为N2。已知还原1molNO约放出451.7kJ的热量（同时生成气态水），则该反应的热化学方程式为_______________ 。
（2）全钒氧化还原液流电池，是目前发展势头强劲的优秀绿色环保储能电池。其电池总反应为： V3++VO2++H2O
（3）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g)
① 该反应的化学平衡常数表达式为K=___________ 。
②若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L 固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示。
若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将________移动（填“向左”、“向右”或“不”）。
③20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能是 _____________（填序号）。
A．加入催化剂 B．降低温度 C．缩小容器体积 D．增加CO2的量
（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为______________ 。
正确答案
（1）4NH3(g)+6NO (g)=5N2(g) +6H2O(g) △H=－2710.2kJ·mol－1
（2）阴极区 ; V3+＋e－＝V2+
（3） 
（4）2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42－ + 4H+
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