第二节化学平衡知识点题库

雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物（包括PM2.5在内）、氮氧化物（NOx）、CO、SO₂等．化学在解决雾霾污染中有着重要的作用．

（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）═2SO₃（g）△H=﹣196.6kJ•mol^﹣¹

2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H=﹣113.0kJ•mol^﹣¹

则反应NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H= kJ•mol^﹣¹。

一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有。

a．体系密度保持不变

b．混合气体颜色保持不变

c．SO₃和NO的体积比保持不变

d．每消耗1mol SO₃的同时生成1mol NO₂

测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1：5，则平衡常数K= 。

（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示．实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是。

（3）如图是一种用NH₃脱除烟气中NO的原理。

①该脱硝原理中，NO最终转化为H₂O和（填化学式）。

②当消耗1mol NH₃和0.5molO₂时，除去的NO在标准状况下的体积为 L。

（4）NO直接催化分解（生成N₂和O₂）也是一种脱硝途径．在不同条件下，NO的分解产物不同．在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如右图所示，写出NO分解的化学方程式。

在某温度下2L密闭容器中，3种气体加入起始状态和平衡状态时的物质的量（n）如下表所示：

	X	Y	W
起始状态（mol）	2	1	0
平衡状态（mol）	1	0.5	1.5

下列有关说法正确的是（）

A . 该温度下，该反应的平衡常数K=9 B . 升高温度，若W的体积分数减小，此反应△H＞0 C . 该温度下，该反应的方程式为 2X（g）+Y（g）⇌3W（g） D . 增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动

在一定温度下，可逆反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）达到平衡的标志是（）

A . C的生成速率与C的分解速率相等 B . 单位时间内生成nmolA的同时生成3nmol的B C . A，B，C三种物质的浓度相等 D . A，B，C的物质的量之比为1：3：2

某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应A（g）+xB（g） $\text{[math]}$ 2C（g），达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的如下图所示．下列说法中正确是（）

A . 30min时降低温度，40min时升高温度 B . 8min前A的平均反应速率为0.08mol/（L•s） C . 反应方程式中的x=1，正反应为吸热反应 D . 20min～40min间该反应的平衡常数均为4

下列关于平衡常数的说法中，正确的是（）

A . 在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物用平衡浓度 B . 在任何条件下，化学平衡常数是一个恒定值 C . 平衡常数的大小只与温度有关，而与浓度、催化剂等无关 D . 改变压强，化学平衡常数不一定发生改变

已知 Fe₂O₃（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO₂（g）在不同温度下的平衡常数如表：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	42.9	50.7	64.0

请回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式 K= ，△H 0（填“＞”、“＜”或“=”）。
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1300℃时加入 Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1mol ，反应经过10min 后达到平衡．求该时间范围内反应的平均反应速率 v（CO₂）= ，CO 的平衡转化率为。
（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是 ______。

A . 增加Fe₂O₃的量 B . 加入合适的催化剂 C . 移出部分CO₂ D . 提高反应温度．

氨是化学实验室及化工生产中的重要物质，应用广泛。

（1）已知25℃时：N₂(g) ＋ O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)     ΔH = +183kJ/mol
2H₂(g) ＋ O₂(g) = 2H₂O(l)     ΔH = －571.6 kJ/mol
4NH₃(g) ＋ 5O₂(g) = 4NO(g) ＋6H₂O(l)    ΔH = －1164.4 kJ/mol
则 N₂(g) ＋ 3H₂(g) $\text{[math]}$   2NH₃(g)    ΔH = kJ/mol
（2）在恒温恒容体系中进行的合成氨反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________

A . 容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1︰3︰2 B . 3v（N₂）_正＝v（H₂）_逆 C . 容器内压强保持不变 D . 生成1mol N₂的同时消耗2molNH₃
（3）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应，起始投料时各物质浓度如下表：

N₂
H₂
NH₃
投料Ⅰ
1.0 mol/L
3.0 mol /L
0
投料Ⅱ
0.5 mol/L
1.5 mol/L
1.0 mol/L
①按投料Ⅰ进行反应，测得达到化学平衡状态时H₂的转化率为40%，则该温度下合成氨反应的平衡常数K=（只需代入数据，不用计算结果）
②按投料Ⅱ进行反应，起始时反应进行的方向为（填“正向”或“逆向”）
（4）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH₃的含量，其工作原理示意图如下，写出电极a的电极反应式：

对于反应H₂(g)+I₂(g) $\text{[math]}$ 2HI(g)，能量变化如图所示，下列说法错误的是（）

A . 该反应是放热反应 B . 升高温度平衡向逆反应方向移动 C . 增大压强，平衡不发生移动 D . 升高温度，反应的平衡常数K增大

在一定条件下，密闭容器中进行反应CH₄(g)+H₂O(g)

CO(g)+3H₂(g)，测得CH₄的体积百分含量随温度和压强的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . p₁>p₂ B . ΔH<0 C . 加入催化剂可以提高甲烷的转化率 D . 恒温下，缩小容器体积，平衡后CH₄浓度减小

下列物质的工业生产过程中，不涉及勒夏特列原理的是（）

A . 合成氨 B . 制硫酸 C . 制氯化氢 D . 制纯碱

CH₄—CO₂催化重整可以得到合成气（CO和H₂），有利于减小温室效应，其主要反应为CH₄(g)+CO₂(g)⇌ 2CO(g)+2H₂(g) ΔH＝+247 kJ·mol⁻¹ ，同时存在以下反应：积碳反应：CH₄(g) ⇌C(s) +2H₂(g) ΔH＝+75 kJ·mol⁻¹；消碳反应：CO₂(g) +C(s) ⇌2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol⁻¹ ，积碳会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如下图。

下列说法正确的是（）

A . 高压利于提高CH₄的平衡转化率并减少积碳 B . 增大CO₂与CH₄的物质的量之比有助于减少积碳 C . 温度高于600℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少 D . 升高温度，积碳反应的化学平衡常数K减小，消碳反应的K增大

某温度时，在一个2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如右图所示。根据图中数据填空：

（1）该反应的化学方程式为
（2）反应开始至2min末，以气体X表示的平均反应速率为；反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为
（3）若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中 $\text{[math]}$ (X)=9mol·L^-1·min^-1 ，乙中 $\text{[math]}$ (Y)=6mol·L^-1·min^-1 ，则反应更快。
（4）恒温恒容条件下，能说明该反应达到化学平衡状态的标志是________
①混合气体的压强不再变化 ②混合气体的密度不再变化 ③X的百分含量不再变化

④混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑤ $\text{[math]}$ (X) ： $\text{[math]}$ (Y)=3：1

A . ①②⑤ B . ①③④ C . ②③④ D . ③④⑤

合成氨中的氢气可由下列反应制取：反应Ⅰ：CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)+3H₂(g)△H₁ ，反应Ⅱ：CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)△H₂ ，恒压下，将等物质的量的CH₄和H₂O投入到密闭容器中发生反应，CH₄和H₂O的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。

下列有关说法错误的是（）

A . 两个反应的焓变均大于零 B . 曲线B表示CH₄的平衡转化率随温度的变化 C . 增大压强不影响反应Ⅱ中CO的转化率 D . 容器中混合气体的密度保持不变，一定可以说明反应达到平衡状态

下列图示与对应的叙述错误的是（）

A . a表示反应4CO(g)+2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+4CO₂(g)，保持其他条件不变，改变CO的物质的量，平衡时N₂的体积分数变化情况。由图可知，NO₂的转化率：c＞b＞a B . b表示25℃时，分别加水稀释体积均为100mL、pH=2的CH₃COOH溶液和HX溶液，则25℃时HX的电离平衡常数小于CH₃COOH的电离平衡常数 C . c是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应△H＞0 D . d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体后化学反应速率随时间变化的图象

GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能，在光电领域和高频微波器件应用等方面有广阔的前景。

（1） Johnson等人首次在1100℃下用镓与氨气制得氮化镓，该可逆反应每生成 $\text{[math]}$ 放出10.3kJ热量。该反应的热化学方程式是(已知金属镓的熔点是29.8℃，沸点是2403℃；氮化镓的熔点为1700℃)
（2）在恒容密闭容器中，加入一定量的液态镓与氨气发生上述反应，测得反应平衡体系中 $\text{[math]}$ 的体积分数与压强(p)、温度(T)的关系如图所示(已知图中T₁和T₂的温度均小于1700℃)。
①下列说法正确的是(填标号)。
a．相同条件下， $\text{[math]}$ 的碱性比 $\text{[math]}$ 强
b．当 $\text{[math]}$ 时，一定达到了化学平衡状态
c．A点和C点化学平衡常数的关系是： $\text{[math]}$
d．温度一定时，达平衡后再充入氨气， $\text{[math]}$ 的体积分数减小
②气相平衡中用组分的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作K_p)，已知在T₁℃时体系的压强初始压强为a Pa，则B点的K_p= Pa(用含a表示且保留2位有效数字)。
（3）电解精炼法提纯镓是工业上常用的方法。具体原理如图所示：已知：镓化学性质与铝相似。
①M为电源的极，电解过程中阳极产生的离子迁移到达阴极并在阴极析出高纯镓。请写出电解过程的阴极的电极反应。
②电解过程中需控制合适的电压，电压太高会导致阴极电解效率下降，其可能的原因是。若外电路通过0.25mol e^-时，阴极得到3.5g的镓。则该电解装置的电解效率 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)

在密闭容器中发生如下反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；达到平衡后，改变下列条件，判断平衡移动的方向(向正反应方向、向逆反应方向、不移动)

（1）升高温度，平衡移动；
（2）增大压强，平衡移动：
（3）增大H₂(g)浓度，平衡移动：加入C，平衡移动；
（4）加入催化剂，平衡移动。

一定温度下，在体积为2L的密闭容器中通入一定量的NO₂和N₂O₄发生反应：2NO₂(g，红棕色) $\text{[math]}$ N₂O₄(g，无色)。各物质的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . X代表NO₂的物质的量随时间变化 B . 2min内，v(Y)=0.4mol•L^-1•min^-1 C . 当容器中混合气体密度不变时，可判断该反应已达平衡状态 D . 反应达到最大限度时，Y的转化率为80%

煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等，一定条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g)。下列关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是（）

A . H₂O完全转化为CO和H₂ B . H₂密度保持不变 C . 正逆反应速率相等且均为零 D . H₂O、CO的物质的量之比为1：1

接触法制硫酸生产中的关键工序是 $\text{[math]}$ 的催化氧化( $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ )。回答下列问题：

（1）补写完成 $\text{[math]}$ 在催化剂 $\text{[math]}$ 表面反应生成 $\text{[math]}$ 的历程：
① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③。
（2）下列关于工业上用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 反应合成 $\text{[math]}$ 的理解错误的是___________(填标号)。

A . 该反应的实际工业生产条件是高温、常压和合适的催化剂 B . 当温度、压强一定时，混合气组分中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分压比不变，可作为反应达到化学平衡状态的判据 C . 反应过程中可将 $\text{[math]}$ 液化移去，有利于提高正反应速率 D . 可以把该反应设计成原电池，实现能量的转化
（3） $\text{[math]}$ 的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。

①实际生产选择图中A点的反应条件，不选择B、C点的理由分别是。

②在温度T℃下，向某恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，起始时压强为p，进行反应 $\text{[math]}$ 。平衡时， $\text{[math]}$ 转化率为80％，则平衡时 $\text{[math]}$ 分压为(用含p的代数式表示，下同)，平衡常数 $\text{[math]}$ (以分压代替浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
（4）利用电化学原理可将 $\text{[math]}$ 直接转化为 $\text{[math]}$ ，其工作原理如图所示，

①为使电池持续工作，电解质溶液中的(填离子符号)从(填“甲”或“乙”，下同)室通过离子交换膜移向室。

②起始时，稀硫酸中含 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，当甲电极消耗 $\text{[math]}$ 时，甲、乙两室中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的总物质的量之比为。(两电极的产物均留在溶液中，忽略水的电离)

二甲醚(CH₃OCH₃)是一种性能优良的汽车燃料，工业上可利用CO和H₂来合成二甲醚，发生的反应为：

I.CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g) ΔH₁=-90.7kJ·mol^-l

II.2CH₃OH(g)⇌CH₃OCH₃(g)+H₂O(g) ΔH₂=-24.5kJ·mol^-1

回答下列问题：

（1）由CO和H₂直接合成CH₃OCH₃(g)的热化学反应方程式为。
（2）一定条件下，向恒容容器中充入amolCO和bmolH₂ ，反应1min后，测得不同温度下CO转化率如下表所示。则CO转化率在600K时达到最高的原因是。
温度/K
400
450
500
550
600
650
700
CO转化率
22%
28%
32%
40%
61%
50%
18%
（3） T℃下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入2molCH₃OH(g)发生反应II。20min时反应达平衡，测得体系中H₂O(g)的体积分数为25%。
①0~20min内，用CH₃OH表示的平均反应速率v(CH₃OH)=mol·L^-1·min^-1；T℃下反应的平衡常数K=。若其他条件不变，向该平衡体系中再充入1molCH₃OH和1molCH₃OCH₃ ，则平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动。
②实验测得该反应：v_正=k_正c²(CH₃OH)，v_逆=k_逆c(CH₃OCH₃)·c(H₂O)，k_正、k_逆为速率常数。若改变温度为Tˊ℃，测得平衡时k_正= $\text{[math]}$ ，则TˊT(填“大于”或“小于”)，判断的理由为。
（4）不同压强和温度下，将2.0molCO(g)和4.0molH₂(g)充入容积为2L的恒温密闭容器中，平衡时体系中二甲醚的物质的量分数变化情况如下图所示，则H₂的平衡转化率最大时应选择的条件是____(填标号)。

A . p₁、T₄ B . p₄、T₂ C . P₃、T₃ D . P₄、T₁

	N₂	H₂	NH₃
投料Ⅰ	1.0 mol/L	3.0 mol /L	0
投料Ⅱ	0.5 mol/L	1.5 mol/L	1.0 mol/L

温度/K	400	450	500	550	600	650	700
CO转化率	22%	28%	32%	40%	61%	50%	18%

第二节 化学平衡 知识点题库

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