- 化学平衡
- 共20016题
合成氨工厂常通过测定反应前后混合气体的密度来确定氮的转化率。某工厂测得合成塔中N2、H2混合气体的密度为0.5536g/L(标准状况)，从合成塔中出来的混合气体在相同条件下密度为0.693g/L(标准状况)。求该合成氨厂N2的转化率。
正确答案
25%
由于题目中没有告诉起始物质的量，也没有说明N2、H2是按化学方程式中物质的计量数投放物料，因此部分学生就假设N2为1molH2为3mol，进行解题，依据是不足的。故本题解答时只能设反应前混合气体中氮气的物质的量分数为x，氢气物质的量分数为(1-x)，依题意得：
28x+2(1-x)=0.5536×22.4
设起始有氮气2mol，氢气为3mol，氮气转化的物质的量为y，
N2 + 3H2 
起始物质的量 2mol 3mol 0mol
转化物质的量 ymol 3ymol 2ymol
平衡物质的量 2-ymol 3-3ymol 2ymol
n总=(2-y)mol+(3-3y)mol+2ymol=(5-2y)mol
根据反应前后气体质量守恒可知
解得 y=0.5mol
(10分)痛风是关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病，关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体，有关平衡如下：①HUr(尿酸，aq)
(1)37°时，1.0 L水中可溶解8.0×10－3mol尿酸钠，此温度下尿酸钠的Ksp为________。
(2)关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处，这说明温度降低时，反应②的Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”)，生成尿酸钠晶体的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37℃时，某病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10－3mol·L—1，其中尿酸分子的浓度为5.0×10—4mol·L—1，该病人尿液的c(H＋)为 ，PH 7(填“＞”、“＝”或“＜”)。
正确答案
（共10分）
(1)6.4×10－5 (2)减小 放热 (3)1.33×10－6 mol·L－1 ＜
略
把4 mol A和4 mol B混合放入容积为2L的密闭容器里，发生反应3A(g)+2B(g)
（2）试算x的值；
（3）若温度和压强维持不变，当生成2 mol D时，此时容器内气体的体积是多少？
正确答案
（1）50% （2）1 （3）1.5L
略
在298K时，合成氨反应N2（g）＋3H2（g）
正确答案
该反应是可逆反应，1mol N2和3mol H2不能完全反应到底。
由于该反应是可逆反应，结合可逆反应的特点：反应永远不能进行到底，得到测得放出的热量总是小于92.2kJ。
在127℃和1．0×10５Ｐａ时，向某容器中放入18．4ｇＮ２Ｏ４使之发生反应Ｎ２Ｏ４
（1）Ｎ２Ｏ４的分解率；
（2）平衡混合物的平均分子量。
正确答案
（1）Ｎ２Ｏ４的分解率为50%；
（2）平衡时混合气体的平均分子量为61．33。
依题意ｎＮ２Ｏ４＝（18．4ｇ）／92ｇ／ｍｏｌ＝0．2ｍｏｌ
平衡混合气密度比原来减少1／3
∴（ｎ起始／ｎ平衡）＝（ρ平衡／ρ起始）
＝（2／3／1）＝（2／3）
则有：ｎ平衡＝（3／2）ｎ起始＝（3／2）×0．2mol＝0．3mol
（1）设Ｎ４Ｏ４分解率为ｘ，则有：
Ｎ２Ｏ４
121
0．2ｘmol（0．3mol－0．2mol）
解得ｘ＝（0．1mol／0．2mol）＝0．5＝50％
（2）ｍ总＝18．4ｇ
ｎ总＝0．3ｍｏｌ
ＳＯ２与Ｏ２混合气体对Ｈ２的相对密度为22．22，在密闭容器内反应达到平衡，平衡混合物对Ｈ２的相对密度为26．92。求ＳＯ２的转化率。
正确答案
ＳＯ２的转化率为89．8％
反应前
反应后
设原混合气体含ＳＯ２1ｍｏｌ，含Ｏ２ｘｍｏｌ
则有：44．44＝（64×1＋32×ｘ／（1＋ｘ））
解得ｘ＝1．572ｍｏｌ
设ＳＯ２的转化率为ｙ，则有：
2ＳＯ２＋Ｏ２
2 1 2 1
1×ｙ 0．5ｙ
53．84＝（64×1＋32×1．572）／[（1＋1．572）－0．5ｙ]
解得：ｙ＝0．898＝89．8％
某温度下Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２之间建立起如下的平衡Ｎ２Ｏ４
正确答案
Ｎ２Ｏ４的分解率为20％。
设Ｎ２Ｏ４的起始物质的量为1
转化了的Ｎ２Ｏ４物质的量为ｘ
Ｎ２Ｏ４
起始物质的量10
转化物质的量ｘ2ｘ
平衡物质的量1－ｘ2ｘ
平衡时混合气体的总物质的量为
ｎ总＝1－ｘ＋2ｘ＝1＋ｘ
∵
已知Ｎ２Ｏ４和ＮＯ２的相对分子质量分别为92，46，则有：
76．68＝（92×（1－ｘ）＋46×2ｘ／1＋ｘ）
解得ｘ＝0．2ｍｏｌ
∴Ｎ２Ｏ４的分解率为：（0．2／1）×100％＝20％
下列方法中可以证明2HI(g) H2(g)+I2(g)已达平衡状态的是（ ）
①单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
②一个H-H键断裂的同时有两个H-I键断裂
③百分组成HI%=I2%
④反应速率υ(H2)=υ(I2)=0.5υ(HI)时
⑤ [HI]=[H2]=[I2]=2:1:1
⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化
⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化
⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑨温度和体积一定时混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时混合气体密度不再变化
正确答案
②⑥⑨
①表示不同方向的反应，但生成H2与生成HI的物质的量之比应等于相应化学计量数之比
②表示不同方向的反应且等于化学计量系数之比，正确
③毫无根据，只在极特殊情况下成立
④任何情况下均成立
⑤只是某种特殊情况
⑥浓度不变，说明已达平衡，正确
⑦此反应前后气体体积不变，恒温恒容条件下任何时候容器内压强均不变
⑧此反应前后气体物质的量不变，总质量不变条件下任何时候气体平均相对分子质量均不变
⑨颜色不变说明浓度不变，正确
⑩此反应前后气体体物质的量不变，恒温恒压条件下体积不变，任何时候气体密度均不变
在密闭容器中，由一定起始浓度的氙（Xe）和F2反应，可得到3种氟化物。各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系如下图所示（已知气体的分压之比等于物质的量之比）。
（1）420 K时，发生反应的化学方程式为：________________________；若反应中消耗1 mol Xe，则转移电子___________mol。
（2）600—800 K时，会发生反应：XeF6(g)
（3）900 K时，容器中存在的组分有__________________________。
正确答案
(1)Xe+3F2====XeF6 6
(2)>
随着温度的升高，XeF6(g)
(3)XeF6、XeF4、XeF2、Xe、F2
(1)由图象可知，在420 K时，平衡体系中无XeF4、XeF2生成(二者分压为零)，只有生成物XeF6，此时反应的化学方程式为
(2)在600—800 K时，反应XeF6(g)
(3)由图象可知，在900 K时，平衡体系中三种生成物XeF6、XeF4、XeF2都存在，又因为是可逆反应，还应有反应物Xe、F2存在。
点评：本题以活泼性最强的非金属F2与稀有气体氙(Xe)反应，得到多种氟化物为载体，主要考查化学平衡、氧化还原反应、反应热ΔH等知识。题目以图象为情景设问，重点考查考生的观察能力和思维能力。综合性强，体现了以能力立意的思想。
（8分）在一定温度下，有1mol N2和3mol H2发生下列反应：
N2（g）＋3H2（g）
（1）若在相同温度下，分别在1L定压密闭容器A中和1L定容密闭容器B中反应：达到平衡所需的时间t(A) t(B)（填“大于”“小于”或“等于”，下同）。平衡时是N2的转化率α(A) α(B)。
（2）若在上述定压密闭容器A中，反应已达到平衡时，再加入0.5 mol氩气，则N2的转化率如何变化 （填“增大”“减小”“不变”，下同）。正反应速度与原平衡相比，有无变化，并简要说明理由 。
正确答案
小于 大于 减小 v（正）减小，等压充入Ar，容器体积变大，反应物浓度减小
（1）合成氨的反应是体积减小的、放热的可逆反应。若反应过程中容器体积不变，则压强会减小，而压强小，则反应速率慢。同时压强小反应物的转化率也低。
（2）压强不变，冲入稀有气体，所以容器的体积必须增大，故相当于将原平衡体系的压强降低，反应速率减小，平衡将向逆反应方向移动，反应物的转化率会降低。
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