第2节化学反应的限度知识点题库

在某温度下，将H₂和I₂各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测的c（H₂）=0.0080mol/L

（1）写出该反应化学平衡常数的表达式；
（2）求该反应的平衡常数；
（3）在上述温度下，该容器中若通入H₂和I₂各0.20mol，求达到化学平衡时各物质的浓度．

目前工业合成氨的原理是：

N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣93.0kJ/mol 回答下列问题：

（1）在恒温恒容密闭容器中进行的工业合成氨反应，下列能表示达到平衡状态的是．

A . 混合气体的压强不再发生变化 B . 混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 C . 三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 D . 单位时间内断开3a个H﹣H键的同时形成6a个N﹣H键 E . 反应容器中N₂、NH₃的物质的量的比值不再发生变化
（2）理论上，为了增大平衡时H₂的转化率，可采取的措施是．

A . 增大压强 B . 使用合适的催化剂 C . 升高温度 D . 及时分离出产物中的NH₃
（3）如图为合成氨反应，在使用相同的催化剂，不同温度和压强条件下进行反应，初始时N₂和H₂的体积比为1：3时的平衡混合物中氨的体积分数．
分别用v_A（NH₃）和v_B（NH₃）表示从反应开始到平衡状态A、B时的反应速率，则v_A（NH₃） v_B（NH₃）（填“＞”、“＜”或“=”）；该反应的平衡常数K_AK_B（填“＞”、“＜”或“=”）；在250℃、1.0×10⁴kPa下达到平衡，H₂的转化率为 %（计算结果保留小数点后一位）．

已知反应①：CO（g）+CuO（s）⇌CO₂（g）+Cu（s）和反应②：H₂（g）+CuO（s）⇌Cu（s）+H₂O（g）在相同温度下的平衡常数分别为K₁和K₂ ，该温度下反应③：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）的平衡常数为K．则下列说法正确的是（）

A . 反应①的平衡常数K₁= $\text{[math]}$ B . 反应③的平衡常数K= $\text{[math]}$ C . 对于反应③，恒容时，若温度升高，H₂的浓度减小，则该反应的焓变为正值 D . 对于反应②，恒温恒容时，若加入CuO，平衡向正向移动，H₂的浓度减小

在容积可变的密闭容器中，可逆反应2HI（g）

H₂(g)+I₂（g）已达平衡，若将体积缩小，在缩小的过程中：

（1）正反应速率；（填“变大”“变小”或“不变”）
（2）平衡；（填“移动”或“不移动”）
（3）混合气体的平均相对分子质量；（填“变大”“变小”或“不变”）
（4）混合气体的密度；（填“变大”“变小”或“不变”）

据报道，磷酸二氢钾（KH₂PO₄）大晶体已应用于我国研制的巨型激光器“神光二号”中。利用氟磷灰石（化学式为Ca₅P₃FO₁₂)制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示（部分流程步骤已省略）：

已知萃取的主要反应原理：KCl+H₃PO₄ $\text{[math]}$ KH₂PO₄+HCl；其中，反应产生的HCl易溶于有机萃取剂。

请回答下列问题：

（1）流程中将氟磷灰石粉碎的目的是。
（2）不能使用二氧化硅陶瓷材质的沸腾槽的主要原因是（用化学方程式表示）。
（3）副产品N的化学式是；在得到KH₂PO₄晶体的一系列操作Ⅲ，其主要包括、过滤、洗涤、干燥等。
（4）若用1000kg质量分数为50.4%的氟磷灰石（化学式为Ca₅P₃FO₁₂)来制取磷酸二氢钾晶体，其产率为80%，则理论上可生产KH₂PO₄的质量为kg。
（5）电解法制备KH₂PO₄的装置如图所示．该电解装置中，a 区属于区（填“阳极”或“阴极”），阴极区的电极反应式是。
（6）工业上还可以用氟磷灰石与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，同时逸出SiF₄和CO，该反应的化学方程式为。

一定温度下，在2L固定容积的密闭容器中发生反应：2N₂O₅（g） $\text{[math]}$ 4NO₂（g）+O₂（g） △H>0，反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是（）

A . 曲线b表示NO₂的物质的量随反应时间的变化 B . 10 s时，正反应速率小于逆反应速率 C . 20 s时，正反应速率等于逆反应速率 D . 0-20s内平均反应速率v（N₂O₅）=0.1 mol·L^-1·s^-1

【加试题】碳氢化合物有多种，它们在工业生产、生活中有重要用途。

（1）工业上可由丁烯(C₄H₈)来制备丙烯(C₃H₆)和乙烯(C₂H₄)，其主要反应原理为：
反应I：C₄H₈ (g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g) ΔH₁
反应II：C₄H₈(g) 2C₂H₄ (g) ΔH₂
①已知烃的裂解是吸热反应，则ΔH₁ΔH₂（填“>”、 “=”或“<”）。
②若某温度下反应达到平衡时C₄H₈、C₃H₆、C₂H₄的体积分数分别为20%、70%、10%，平衡时总压强为P，请计算该温度下反应II的平衡常数Kp=（Kp为用气体的分压表示的平衡常数，分压=气体的体积分数×体系总压）
（2）石油危机日渐严重，甲烷的转化和利用在天然气化工行业有非常重要的作用。甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(CO和H₂混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷-水蒸气重整，甲烷-二氧化碳重整，其反应分别为：
CH₄(g) + H₂O(g) CO(g) + 3H₂(g) ΔH>0
CH₄(g) + CO₂(g) 2CO(g) + 2H₂(g)
①下图为反应压强为0.3 MPa，投料比n(H₂O)/n(CH₄)为1，在三种不同催化剂催化作用下，甲烷-水蒸气重整反应中CH₄转化率随温度变化的关系。
下列说法正确的是。
A．在相同条件下，三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ
B．b点CH₄的转化率高于a点，原因是b、a两点均未达到平衡状态，b点温度高，反应速率较快，故CH₄的转化率较大
C．C点一定未达到平衡状态
D．催化剂只改变反应速率不改变平衡移动，所以在850℃时，不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下达平衡时CH₄的转化率相同
②催化剂Ⅰ也可以催化甲烷-二氧化碳重整。在催化剂Ⅰ催化下，反应温度850 ^oC ，n(H₂O)/n(CH₄)为1的体系中，加入CO₂。画出反应达到平衡时n(H₂)/n(CO)随进料时n(CO₂)/n(CH₄)的变化曲线。(已知：甲烷－二氧化碳重整的平衡常数>>甲烷-水蒸气重整反应的平衡常数) 。
（3）电渗析法处理厨房垃圾发酵液，同时得到乳酸的原理如下图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A^－表示乳酸根离子）。
①阳极的电极反应式为。
②电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH^－可忽略不计。400 mL10 g/L 乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为 145 g/L(溶液体积变化忽略不计)，则阴极上产生的H₂在标准状况下的体积约为L。(乳酸的摩尔质量为90g/ mol ）

已知2A₂(g)+B₂(g) $\text{[math]}$ 2C(g) ΔH=－a kJ·mol^－1(a > 0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A₂和1 mol B₂ ，在500℃时充分反应达到平衡后C的浓度为w mol·L^-1 ，放出热量b kJ。

（1） a(填“>”“=”或“<”)b。
（2）若将反应温度升高到700℃，该反应的平衡常数将(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）若在原来的容器中，只加入2 mol C，500℃时充分反应达到平衡后，吸收热量c kJ，
C的浓度(填“>”“=”或“<”)w mol·L^-1。
（4）能说明该反应已经达到平衡状态的是。（填序号，下同）
a．v(C)=2v(B₂) b．容器内压强保持不变
c．v_逆(A₂)=2v_正(B₂) d．容器内气体的密度保持不变
（5）使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的操作是；能使B的转化率增大的操作是；使平衡向逆反应方向移动的操作是。
a．及时分离出C气体 b．适当升高温度
c．增大B₂的浓度 d．.选择高效的催化剂

不同温度、压强下，在合成氨平衡体系中N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），NH₃的物质的量分数见表（N₂和H₂起始物质的量之比为1：3）。

压强（MPa）氨的平衡含量（%）温度（℃）	20	30	60	100
200	86.4	89.9	95.4	98.8
300	64.2	71.0	84.2	92.6
400	38.2	47.0	65.2	79.8
500	19.1	26.4	42.2	57.5

（1）已知该反应在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则此段时间内H₂的平均反应速率为mol/（L•min）。
（2）该反应的平衡常数表达式K＝，升高温度，K值（选填“增大”、“减小”或“不变”）。T℃（K＝3.6）的某一时刻下，c（N₂）＝1mol/L，c（H₂）＝3mol/L，c（NH₃）＝9mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态（选填“是”、“否”），此时反应速率是v_正v_逆（选填“＞”、“＜”、“＝”）。
（3）合成氨生产条件一般为压强在20MPa～50MPa，温度为500℃左右，选用该条件的主要原因是；从表中数据可知，在该条件下氨的平衡含量并不高，为提高原料利用率，工业生产中采取的措施是。
（4）工业上用氨水吸收SO₂尾气，最终得到化肥（NH₄）₂SO₄ ．（NH₄）₂SO₄溶液中c（NH₄⁺）与c（SO₄²^﹣）之比2：1（选填“＞”、“＜”、“＝”），用离子方程式解释原因。

CO用途广泛，工业应用时离不开平衡思想的指导：

（1） Ⅰ、在某一容积为5 L的体积不变的密闭容器内，加入 0.3 mol的CO和0.3 mol的H₂O，在催化剂存在和800℃的条件下加热，发生如下反应：CO(g)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＞0，反应中CO₂的浓度随时间变化情况如右图：

根据图上数据，该温度（800℃）下的平衡常数K＝。
（2）在体积不变的条件下，改变下列条件能使平衡常数K增大的有_____（填字母）

A . 升高温度 B . 降低温度 C . 增大压强 D . 减小压强 E . 加入催化剂 F . 移出一氧化碳气体
（3）若保持温度和容器的体积不变，在（1）中上述平衡体系中，再充入0.3mol 的水蒸气，重新达到平衡后，H₂O的转化率(填“升高”、“降低”、“不变”)。
（4）在催化剂存在和800℃的条件下，在某一时刻测得c(CO)＝c(H₂O)＝0.09mol/L；c(CO₂ )＝c(H₂)＝0.13mol/L,则此时正、逆反应速率的大小：v_正 v_逆（填“>”、“<”或“＝”)。
（5） Ⅱ、还原法炼铅，包含反应PbO(s)＋CO(g) $\text{[math]}$ Pb(s)＋CO₂(g) ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表：

温度/℃

300

727

1227

lgK

6.17

2.87

1.24

①该反应的ΔH0(选填“＞”、“＜”或“＝”)。

②当lgK＝1，在恒容密闭容器中放入PbO并通入CO，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为(保留两位有效数字)；若向容器中充入一定量的CO气体后，平衡发生移动，再次达到平衡时，CO的百分含量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

汽车尾气净化器中发生的反应为2NO(g)+2CO(g) ⇌ N₂(g)+2CO₂(g)。一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生上述反应,测得有关实验数据如表:下列说法正确的是（）

容器	温度(℃)	起始物质的量(mol)				平衡物质的量(mol)
容器	温度(℃)	NO	CO	N₂	CO₂	N₂	CO₂
I	400	0.2	0.2	0	0		0.12
II	400	0.4	0.4	0	0
III	300	0	0	0.1	0.2	0.075

A . 该反应的△S＜0、△H＞0 B . 容器I中达到平衡所需时间2s,则v(N₂)=0.06mol/(L·s) C . 若起始时向I中充入NO、CO、N₂、CO₂各0.1mol,开始时v(正)＞v(逆) D . 达到平衡时,体系中c(CO)关系: c(CO,容器Ⅱ) ＞2 c(CO,容器Ⅰ)

将固体NH₄I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH₄I(s) $\text{[math]}$ NH₃(g)＋HI(g)；②2HI(g) $\text{[math]}$ H₂(g)＋I₂(g)。达到平衡时，c(H₂)＝0.5 mol·L^－1 ， c(HI)＝4 mol·L^－1 ，则此温度下反应①的平衡常数为( )

A . 9 B . 16 C . 20 D . 25

在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl₅ ，加热到200 ℃，发生反应：PCl₅(g) $\text{[math]}$ PCl₃(g)＋Cl₂(g)，反应达到平衡时，PCl₅在混合气体中的体积分数为m%，若在相同的温度和相同的容器中，起始时加入2molPCl₅ ，反应达到平衡时，PCl₅在混合气体中的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是（）

A . m>n B . m<n C . m＝n D . 无法比较

在温度、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（已知N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) △H=-92.4kJ·mol^-¹)

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1molN₂、3molH₂	2molNH₃	4molNH₃
NH₃的浓度（mol·L^-¹）	c₁	c₂	c₃
反应的能量变化	放出akJ	吸收bkJ	吸收ckJ
体系压强（Pa）	p₁	p₂	p₃
反应物转化率	а₁	а₂	а₃

下列说法正确的是（）

A . 2c₁＞c₃ B . a+b=92.4 C . 2p₂＜p₃ D . а₁+а₃=1

SO₂(g)+2CO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)+S(l)ΔH<0，若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是（）

A . 平衡时，其他条件不变，通入一定量的氮气，压强增大，n(CO₂)增大 B . 平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快 C . 平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO₂的转化率 D . 若在原电池中进行，反应放出的热量减少

如图所示，三个烧瓶中分别充满NO₂气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NH₄Cl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO₂(红棕色) ⇌N₂O₄(无色)]

下列叙述正确的是( )

A . 2NO₂⇌N₂O₄是放热反应 B . NH₄Cl溶于水时放出热量 C . 烧瓶(1)中平衡混合气体的平均相对分子质量增大 D . 烧瓶(3)中气体的压强增大

已知：由CO₂制备甲烷的反应为 CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g)△H＜0。一定温度下，在一容积恒定的密闭容器中充入1mol CO₂(g)和4molH₂(g)发生上述反应，反应达到平衡后，若要同时增大正反应速率和H₂平衡转化率，下列措施合理的是（）

A . 通入一定量的氦气，增大压强 B . 将产物分离出来 C . 再充入1molCO₂(g)和4molH₂(g) D . 适当降低温度

下列实验操作能达到实验目的的是（）

选项	实验目的	实验操作
A	探究浓度对反应速率影响	向两支各盛有5mL0.1mol•L^-1KMnO₄溶液的试管中分别滴加2滴0.1mol•L^-1H₂C₂O₄和0.01mol•L^-1H₂C₂O₄ ，观察KMnO₄溶液褪色所需时间
B	比较NaHSO₃溶液中c( $\text{[math]}$ )和c(H₂SO₃)大小	在pH试纸上滴2～3滴NaHSO₃ 溶液，测pH
C	验证I^-与Fe³⁺的反应有一定限度	向5mL0.1mol•L^-1KI溶液中加入10mL0.1mol•L^-1FeCl₃溶液，充分反应后滴加KSCN 溶液
D	验证H₂O₂的氧化性比Fe³⁺强	将硫酸酸化的H₂O₂滴入Fe(NO₃)₂溶液，溶液变黄色

A . A B . B C . C D . D

硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO₂的催化氧化： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

（1）如果2min内SO₂的浓度由6mol/L下降为2mol/L，那么，用O₂浓度变化来表示的反应速率为，该反应的平衡常数的表达式为。
（2）钒催化剂参与反应的能量变化如图(a1)、图(a2)所示， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为：。
（3）在某容积可变的密闭容器中，通入相同物质的量的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO₂平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=，判断的依据是。影响a的因素有。