化学反应速率和化学平衡知识点题库

I、废水废气对自然环境有严重的破坏作用，大气和水污染治理刻不容缓。

（1）某化工厂产生的废水中含有Fe²⁺、Mn²⁺等金属离子，可用过硫酸铵[(NH₄)₂S₂O₈]氧化除去。
①过硫酸铵与Mn²⁺反应生成MnO₂的离子方程式为。
②温度与Fe²⁺、Mn²⁺氧化程度之间的关系如图所示：
实验过程中应将温度控制在。
Fe²⁺与Mn²⁺被氧化后形成胶体絮状粒子，常加入活性炭处理，加入活性炭的目的为。
（2）利用某分子筛作催化剂，NH₃可脱除废气中NO、NO₂ ，其反应机理如图所示。A包含物质的化学式为N₂和。
（3）工业上废气中SO₂可用Na₂CO₃溶液吸收，反应过程中溶液组成变化如图所示。
①吸收初期(图中A点以前)反应的化学方程式为。
②C点高于B点的原因是。
（4） Ⅱ、研究发现，NO_x和SO₂是雾霾的主要成分。
已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) ΔH=+1805kJ/mol①
C(s)+O₂(g)=CO₂(g) ΔH=-393.5kJ/mol②
2C(s)+O₂(g)=2CO(g) ΔH-221.0kJ/mol③
某反应的平衡常数表达式 $\text{[math]}$ ，请写出此反应的热化学方程式：。
（5）向绝热恒容密闭容器中充入等量的NO和CO进行反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是(填序号)。
a.容器中的压强不变
b.2v_正(CO)=v_逆(N₂)

c.气体的平均相对分子质量保持34.2不变
d.该分应平衡常数保持不变
e.NO和CO的体积比保持不变
（6） 2SO(g) $\text{[math]}$ 2SO₂(g)+O₂(g)，将一定量的SO₃放入恒容密闭容器中，测得其平衡转化率随温度变化如图所示。图中a点对应温度下，已知SO₃的起始压强为P₀ ，该温度下反应的平衡常数Kp=(用平衡分压代昝平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是（）

A . H₂(g)＋Br₂(g)

2HBr(g) 恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B . 2NO₂(g)

N₂O₄(g) 恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变 C . CaCO₃(s)

CO₂(g)＋CaO(s) 恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变 D . 3H₂(g)＋N₂(g)

2NH₃(g) 反应体系中H₂与N₂的物质的量之比保持3∶1

向100mL3mol/L的硫酸溶液中加入过量的锌粉发生反应，为了加快化学反应速率但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的（）

①K₂SO₄溶液 ②Na₂CO₃固体 ③水 ④NaNO₃固体 ⑤CuSO₄粉末 ⑥6mol/L的硫酸

A . ①② ③ B . ④⑤⑥ C . ③④⑤ D . 只有⑤

在密闭容器中，使1 mol N₂和3 mol H₂混合发生下列反应：N₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) ΔH ＜0。

（1）达到平衡时，充入N₂并保持体积不变，平衡将移动（填“正向”、“逆向”或“不”）。
（2）达到平衡时，充入氩气（Ar）并保持体积不变，平衡将移动（同上）。
（3）达到平衡时，充入氩气（Ar），并保持压强不变，平衡将移动（同上）。
（4）达到平衡时，将c（N₂）、c（H₂）、c（NH₃）同时增大1倍，平衡移动（同上）。
（5）保持体积不变，升高温度时，混和气体的平均相对分子质量，密度（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（6）当反应达到平衡时，N₂和H₂的浓度比是；N₂和H₂的转化率比是。

工业合成氨N₂+3H₂

2NH₃ $\text{[math]}$ H<0的生产条件选择中能用勒夏特列原理解释的是①使用催化剂 ②高温 ③高压 ④及时将氨气液化从体系中分离出来（）

A . ①③ B . ②③ C . ③④ D . ②④

把 $\text{[math]}$ 气体和 $\text{[math]}$ 气体混合于容积为2L的容器中，使其发生如下反应： $\text{[math]}$ 末生成 $\text{[math]}$ ，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为 $\text{[math]}$ ，则n的值为（）

A . 4 B . 3 C . 2 D . 1

下列关于自发过程的叙述中，正确的是( )

A . 需要加热才能够进行的过程肯定不是自发过程 B . 只有不需要任何条件就能够自动进行的过程才是自发过程 C . 同一可逆反应的正、逆反应在不同条件下都有自发进行的可能 D . 非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程

将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)+CO₂(g)。下列可以判断该反应已经达到化学平衡状态的是( )

A . 2v(NH₃)= v(CO₂) B . 密闭容器中混合气体的总质量不变 C . 密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变 D . 密闭容器中氨气的体积分数不变

反应CH₃OH(l)＋NH₃(g)=CH₃NH₂(g)＋H₂O(g)在某温度自发向右进行，若反应的|ΔH|=17 kJ·mol^-1 ， |ΔH-TΔS|=17 kJ·mol^-1 ，则下列正确的是( )

A . ΔH>0，ΔH-TΔS<0 B . ΔH<0，ΔH-TΔS>0 C . ΔH>0，ΔH-TΔS>0 D . ΔH<0，ΔH-TΔS<0

对于可逆反应A(g)+3B(s) $\text{[math]}$ C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是（）

A . v(A)=2 mol·L^-¹·min^-¹ B . v(A)=0.2 mol·L^-¹·s^-¹ C . v(C)=0.1 mol·L^-¹·s^-¹ D . v(D)=0.4 mol·L^-¹·min^-¹

CH₄-CO₂重整反应[CH₄(g)+CO₂(g)=2CO(g)+2H₂(g) △H=+247kJ/mol]在大力推进生态文明建设、“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下，受到更为广泛的关注。

（1） I．该反应以两种温室气体为原料，可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭，是研究的热点之一、某条件下，发生主反应的同时，还发生了积炭反应：
CO歧化：2CO(g)=CO₂(g)+C(s) △H=-172kJ/mol

CH₄裂解：CH₄(g)=C(s)+2H₂(g) △H=+75kJ/mol

对积炭反应进行计算，得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图，其中表示温度和压强对CH₄裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号)，理由是。
（2）实验表明，在重整反应中，低温、高压时会有显著积炭产生，由此可推断，对于该重整反应而言，其积炭主要由反应产生。
综合以上分析，为抑制积炭产生，应选用高温、低压条件。
（3） II．该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存，储能研究是另一研究热点。
该反应可以储能的原因是。

某条件下，除发生主反应外，主要副反应为CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) △H=+41kJ/mol。研究者研究反应物气体流量、CH₄/CO₂物质的量比对CH₄转化率(X_CH4)、储能效率的影响，部分数据如下所示。

（4）（资料）储能效率：热能转化为化学能的效率，用η_chem表示。η_chem=Q_chem/Q。其中，Q_chem是通过化学反应吸收的热量，Q是设备的加热功率。

序号	加热温度/℃	反应物气体流量/L·min^-1	CH₄/CO₂	XCH₄/%	η_chem/%
①	800	4	2：2	79.6	52.2
②	800	6	3：3	64.2	61.9
③	800	6	2：4	81.1	41.6

气体流量越大，CH₄转化率越低，原因是：随着流量的提高，反应物预热吸热量增多，体系温度明显降低，。

（5）对比实验(填序号)，可得出结论：CH₄/CO₂越低，CH₄转化率越高。
（6）对比②、③发现，混合气中CO₂占比越低，储能效率越高，原因可能是(该条件下设备的加热功率视为不变)。

汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等，对人类和动、植物危害甚大。解决汽车尾气问题的主要方法是研究高效催化剂促使尾气中的一氧化碳和氮氧化物反应，转化成无污染的氮气和二氧化碳。

回答下列问题：

（1）在Co⁺的催化作用下，CO(g)还原N₂O(g)的反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态下发生变化，在图中略去)。已知总反应的化学方程式为：CO(g)+N₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+N₂(g)。

该反应分两步进行：

第一步：Co⁺(s)+N₂O(g) $\text{[math]}$ CoO⁺(s)+N₂(g) △H₁=+15.9kJ•mol^-1；

笫二步：；△H₂=；

①填写第二步反应的热化学方程式，并根据反应历程图计算△H₂的数值。

②该反应的最高能垒(活化能)为。

（2） 500℃条件下，在容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，发生上述反应，测得相关数据如下表：

容器	反应物投入的量	平衡时 n(N₂/mol)	达到平衡所需时间/min	平衡时能量变化/kJ
甲	1molCO和1molN₂O	n₁	t₁	放热Q₁
乙	2molCO和2molN₂O	n₂	t₂	放热Q₂
丙	2molCO₂和2molN₂	n₃	t₃	吸热Q₃

①Q₁+ $\text{[math]}$ 358.6(填“>”“=”或“<”下同，t₁t₂；

②500℃条件下，乙和丙两容器，气体混合物中N₂O的物质的量分数x(N₂O)与反应时间t的关系如下表：

	t/s	0	20	40	60	80	120
乙	x(N₂O)	0.5	0.32	0.20	0.12	0.088	0.07
丙	x(N₂O)	0	0.030	0.048	0.059	0.065	0.07

根据上述实验结果，计算出乙容器中0~20s时间内的化学反应速率v(CO)=；该反应的平衡常数K数值为：；(保留3位有效数字)

③请推测并在图中画出甲容器中x(N₂O)随时间变化的关系图象，标出恰好达到平衡时刻点的位置。

（3）若将CO(g)还原N₂O(g)的反应设计成如图的原电池装置，则该电池正极的电极反应式为。

某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数 $\text{[math]}$ 。恒容时，若温度适当降低，F的浓度增加。下列说法正确的是（）

A . 恒容时，向容器中充入稀有气体，反应速率不变 B . 增大c(A)、c(B)，K增大 C . 该反应的化学方程式为2E(g)+F(s)⇌A(g)+2B(g) D . 正反应为放热反应

煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应之一，C(s)＋H₂O(g) $\text{[math]}$ CO(g)＋H₂(g)。已知：该反应为吸热反应，K(700℃)=0.2，若该反应在恒温(700℃)、恒容的密闭容器中进行，700℃测得的下列数据中，可以作为判断t时刻反应是否达到平衡状态的依据是（）

A . t时刻，容器的压强 B . t时刻，H₂O(g)、CO(g)、H₂(g)的浓度 C . t时刻，消耗 H₂O(g)的速率与生成CO(g)的速率 D . t时刻，气体的平均摩尔质量

(CH₃NH₃)(PbI₃)是钙钛矿太阳能电池的重要吸光材料，其降解原理如图所示。下列说法错误的是（）

A . H₂O不是催化剂 B . H₂O与CH₃NH $\text{[math]}$ 发生作用，生成H₃O^＋和CH₃NH₂ C . 该反应的化学方程式为(CH₃NH₃)(PbI₃) $\text{[math]}$ HI＋CH₃NH₂＋PbI₂ D . 及时分离出HI有利于提高产率

变量控制是科学研究的重要方法。相同质量的碳酸钙与足量1 mol·L^-1盐酸分别在下列条件下发生反应，化学反应速率最大的是( )

选项	碳酸钙的状态	实验温度/℃
A	粉末	10
B	粉末	30
C	块状	10
D	块状	30

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

一定条件下，发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，达到平衡后，下列说法错误的是（）

A . 其它条件不变，增大压强，v(正)、v(逆)同倍数增大，平衡不移动 B . 其它条件不变，升高温度，v(正)增大的程度比v(逆)增大的程度大，平衡向右移动 C . 恒温恒容条件下，充入稀有气体，v(正)、v(逆)不变，平衡不移动 D . 恒温恒容条件下，加入碳粉，v(正)不变，v(逆)不变，平衡不移动

丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其化学方程式为C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂(g)。回答下列相关问题：

（1）已知：Ⅰ.2C₃H₈(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2C₃H₆(g)+2H₂(g) △H₁=-238kJ•mol^-1
Ⅱ.2H₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2H₂O(g) △H₂=-484kJ•mol^-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂(g)的△H为kJ•mol^-1
（2）一定温度下，向1L的密闭容器中充入1molC₃H₈发生脱氢反应，经过10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烯的化学反应速率v(C₃H₆)=mol•L^-1•min^-1_。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是。
A．△H不变                  B．C₃H₆与H₂的物质的量之比保持不变
C．混合气体的总压强不变      D．c(C₃H₆)_正=c(C₃H₆)_逆
③欲提高丙烷转化率，采取的措施是(填字母标号)。
A．降低温度      B．升高温度      C．加催化剂 D．及时分离出H₂
④若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始n(氩气)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是。
（3）一定温度下，向恒容密闭容器中充入1molC₃H₈ ，开始压强为pkPa，C₃H₈的气体体积分数与反应时间的关系如图所示：
①此温度下该反应的平衡常数K_p=(用含字母p的代数式表示，K_p是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数，平衡分压=总压×体积分数)。
②已知该反应过程中，v_正=k_正p(C₃H₈)，v_逆=k_逆p(C₃H₆)p(H₂)，其中k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关，则图中m点处 $\text{[math]}$ =。

下列有关的说法中，其中正确的是（）

A . 在氯酸钾加热分解的反应中，当其他条件相同时，在有催化剂时(a)和无催化剂时(b)的速率～时间图像可用图一表示 B . 若在恒压容器中发生反应： $\text{[math]}$ ，达到平衡后再充入适量He，其反应速率～时间图像可用图二表示 C . $\text{[math]}$ ，在加热升温的条件下平衡向逆反应方向移动的主要原因是该反应为放热反应，加热温度升高时导致正反应速率减慢、而逆反应速率加快 D . 对于可逆反应 $\text{[math]}$ ，当其他条件相同时，若增加单质碳(C)的量可使平衡一定正向移动

我国科学家研制出一种新型催化剂，实现了温和条件下“人工固氨”。在催化剂表面和常温常压下发生反应： $\text{[math]}$ 。

（1）改变下列一个条件，能提高活化分子百分数的是____(填字母)。

A . 增大反应物浓度 B . 加入高效催化剂 C . 适当升温 D . 增大压强
（2）在某恒温恒容密闭容器中充入足量液态水和N₂ ，达到平衡后，再充入少量N₂ ， N₂的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)。达到平衡后，液化分离NH₃ ，其目的是。
（3）在总压强恒定为16 kPa和T K条件下，向某密闭容器中充入足量液态水，再充入N₂(g)和Ar(g)的混合气体(Ar不参与反应)，发生上述反应，起始时混合气体中N₂的体积分数与N₂的平衡转化率的关系如图所示。
①保持总压强和温度不变，充入Ar(g)与不充入相比，N₂的平衡转化率增大的原因是。
②计算T K时上述反应的平衡常数K_p=(kPa)⁵(只列计算式，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。

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