化学平衡的计算知识点题库

高炉炼铁过程中发生反应： $\text{[math]}$ Fe₂O₃（s）+CO（g）⇌ $\text{[math]}$ Fe（s）+CO₂（g），已知该反应在不同温度下的平衡常数如表，下列说法正确的是（）

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

A . △H＞0 B . 1000℃时，在固定体积的密闭容器中，某时刻测得上述体系中，CO，CO₂的物质的量分别为0.5mol、1.8mol，此时反应向正反应方向进行 C . 其他条件不变，向平衡体系充入CO₂气体，K值减小 D . 其他条件不变，升高温度，可以提高CO的平衡转化率

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途．

（1）真空碳热还原﹣氧化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
Al₂O₃（s）+AlCl₃（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（g）△H=akJ•mol^﹣1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl₃（g）△H=bkJ•mol^﹣1
反应Al₂O₃（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=kJ•mol^﹣1（用含a、b的代数式表示）；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）⇌N₂（g）+CO₂（g）△H=Q kJ•mol^﹣1 ．在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
N₂
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
CO₂
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=，T₁℃时，该反应的平衡常数K=．
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是（填字母编号）．
a．通入一定量的NO b．通入一定量的N₂ c．适当升高反应体系的温度
d．加入合适的催化剂 e．适当缩小容器的体积
③在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是（填选项编号）．
a．单位时间内生成2nmolNO（g）的同时消耗nmolCO₂（g）
b．反应体系的压强不再发生改变
c．混合气体的密度保持不变
d．混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前3Omin的反应条件不变，起始时NO的浓度为2.50mol/L，则反应达平衡时c（NO）=mol/L．NO的转化率（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）铝电池性能优越，Al﹣Ag₂O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示
请写出该电池正极反应式；常温下，用该化学电源和惰性电极电解300mL硫酸铜溶液（过量），消耗27mgAl，则电解后溶液的pH=（不考虑溶液体积的变化）．

在三个容积均为2L的密闭容器中发生反应：2HI（g）⇌H₂（g）+I₂（g），已知H₂（g）和I₂（g）的起始物质的量均为0，HI（g）的物质的量随反应时间和温度的变化情况如表所示：

序号	时间/min 物质的量/mol 温度/℃	0	10	20	30	40	50
1	800	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50
2	800	1.0	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50
3	820	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20

（1）实验1和实验2中使用了催化剂的实验是（填“1”或“2”）；
（2）实验1中，0〜l0min内生成H₂的平均反应速率为 mol•L^﹣¹•min^﹣¹；
（3）实验3的反应达到化学反应限度时，HI（g）转化率为．

在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8mol A₂气体和0.6mol B₂气体，一定条件下发生如下反应：A₂（g）+B₂（g）═2AB（g）△H＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示．下列说法正确的是（）

A . 图中a点的值为0.05 B . 该反应的平衡常数K=0.03 C . 平衡时A₂的转化率为62.5% D . 温度升高，平衡常数K值增大

氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：

3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g） $\text{[math]}$ Si₃N₄（s）+6CO（g）

（1）上述反应进程中能量变化示意图如图1，试在图象中用虚线表示在反应中使用催化剂后能量的变化情况．
（2）该反应的平衡常数表达式为K=．升高温度，其平衡常数（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）该化学反应速率与反应时间的关系如图2所示，t₂时引起v_正突变、v_逆渐变的原因是，t₃引起变化的因素为，t₅时引起v_逆大变化、v_正小变化的原因是．

N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．

（1） N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是．
（2）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：2N₂O₅（g）⇌4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
①反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将（填“增大”、“减小”、“不变”）．
②如表为反应在T₁温度下的部分实验数据：
t/s
0
500
1000
c（N₂O₅）/mol•L^﹣¹
5.00
3.52
2.48
则500s内N₂O₅的分解速率为
③在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol•L^﹣¹ ，则T₂T₁（填＞、＜或=）．
（3）现以H₂、O₂、熔融Na₂CO₃组成的燃料电池采用电解法制备N₂O₅ ，装置如图所示，其中Y为CO₂ ．
写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式，N₂O₅在电解池的区生成（填“阳极”或“阴极”）．

一定条件下，对于可逆反应X（g）+3Y（g）⇌2Z（g），若X、Y、Z的起始浓度分别为c₁、c₂、c₃（均不为零），平衡时 X、Y、Z 的浓度分别为 0.1mol/L、0.3mol/L、0.08mol/L，则下列判断正确的（）

A . c₁：c₂=3：1 B . 平衡时．Y和Z的生成速率之比为2：3 C . X、Y的转化率不相等 D . c₁的取值范围为 0 mol/L＜c₁＜0.14 mol/L

碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式．

（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ/mol
C（石墨）+CO₂（g）═2CO（g）△H₂=+172.5kJ/mol
则CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为；
②氯化钯（PdCl₂）溶液常被应用于检测空气中微量CO．PdCl₂被还原成单质，反应的化学方程式为；
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C₃H₈和O₂构成丙烷燃料电池．
①负极电极反应式是：；
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）₂的实验装置（如图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是（填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H⁺+2e^﹣=H₂↑
（3）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H₂O
CO
CO₂
①
650
2
4
1.6
5
②
900
1
2
0.4
3
③
900
1
2
0.4
1
①该反应的正反应为（填“吸”或“放”）热反应；
②实验2中，平衡常数K=；
③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是（答一种情况即可）．

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂ ，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂ ，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=mol/（L•min）
（2）该反应的平衡常数为．
（3）下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是．

A . 升高温度 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1mol CO₂和3mol H₂
（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（1）△H=﹣44.0kJ/mol
则甲醇的燃烧热化学方程式为：；
（5）如果燃烧甲醇会造成大量化学能损失，如果以甲醇和空气为原料，以氢氧化钠为电解质溶液设计成原电池将有很多优点，请书写出该电池的负极反应：
（6）常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na⁺、A^﹣、H⁺、OH^﹣ ．若该溶液M由 pH=3的HA溶液V₁mL与pH=11的NaOH溶液V₂mL混合反应而得，则下列说法中正确的是．

A . 若溶液M呈中性，则溶液M中c（H⁺）+c（OH^﹣）=2×10^﹣7mol•L^﹣1 B . 若V₁=V₂ ，则溶液M的pH一定等于7 C . 若溶液M呈酸性，则V₁一定大于V₂ D . 若溶液M呈碱性，则V₁一定小于V₂ ．

某温度下2 L密闭容器中，3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量( $\text{[math]}$ )如下表所示。下列说法正确的是（）

	X	Y	W
$\text{[math]}$ （起始状态）/mol	2	1	0
$\text{[math]}$ (平衡状态)/mol	1	0.5	1.5

A . 该温度下，此反应的平衡常数表达式是 $\text{[math]}$ B . 升高温度，若W的体积分数减小，则此反应△H>0 C . 增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动 D . 该温度下，再向容器中通入3 mol W，达到平衡时， $\text{[math]}$

相同温度下，体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)　 $\text{[math]}$ H＝－92.6 kJ/mol，实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：

容器编号	起始时各物质物质的量/mol			达平衡时体系能量的变化
容器编号	N₂	H₂	NH₃	达平衡时体系能量的变化
①	1	3	0	放出热量：23.15 kJ
②	0.9	2.7	0.2	放出热量：Q

下列叙述不正确的是( )

A . 容器①、②中反应的平衡常数相等 B . 平衡时，两个容器中NH₃的体积分数均为1/7 C . 容器②中达平衡时放出的热量Q＝23.15 kJ D . 若将容器①体积拉至0.5 L，上述反应的反应热ΔH一定不改变

在一体积2L的密闭容器中加入反应物N₂、H₂ ，发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)。反应过程中的部分数据如下表所示，下列说法正确的是（）

物质的量/ mol 时间/min	n(N₂)	n(H₂)	n(NH₃)
0	1.0	1.2	0
2	0.9
4		0.75
6			0.3

A . 0～2 min内，NH₃的反应速率为0.1 mol·Lˉ¹·minˉ¹ B . 2 min时， H₂的物质的量0.3 mol C . 4 min时，反应已达到平衡状态，此时正、逆反应的速率都为0 D . 4～6 min内，容器内气体分子的总物质的量不变

新技术的开发应用，不仅有利于改善环境质量，而且能充分开发“废物”的潜在价值。回答下列问题：

（1）用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应：
①CO(g)+2H₂(g)=CH₃OH(g)　ΔH＝－91kJ·mol^-1

②2CO₂(g)=2CO(g)+O₂(g)　ΔH＝+566kJ·mol^-1

③2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH＝－483.6kJ·mol^-1

④CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)　ΔH＝kJ·mol^-1。

（2）在容积均为2L的两个恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g)，有关数据如下：

容器	温度/℃	起始量		达到平衡
容器	温度/℃	CO/mol	H₂O/mol	H₂/mol	CO转化率	所需时间/min
1	800	2	1		$\text{[math]}$	3
2	800	1	2	n	x

①800℃时该反应的平衡常数K=。

②容器2中x=，n=。

（3）反应(NH₄)₂CO₃+H₂O+CO₂ $\text{[math]}$ 2NH₄HCO₃可用于捕捉空气中的CO₂ ，为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在某温度T₁下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体，在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测定CO₂气体的浓度，得到的曲线图如图：

①ΔH0(填“>”“<”或“=”)。T₁～T₂区间，c(CO₂)变化的原因是。

②已知常温下NH₃·H₂O的电离常数K=1.8×10^-5 ，碳酸的电离常数K₁=4.4×10^-7、K₂=4.7×10^-11 ，则恰好完全反应时所得的NH₄HCO₃溶液中c(H⁺)c(OH^-)(填“>”“<”或“=”)。

③在图中所示五种温度下，该反应的平衡常数最大的温度是。

羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H₂S混合加热并达到下列平衡：

CO(g)＋H₂S(g) $\text{[math]}$ COS(g)＋H₂(g) $\text{[math]}$

反应前CO的物质的量为10mol，平衡后CO物质的量为8mol，下列说法正确的是( )

A . 平衡时，气体的总物质的量为17 mol B . 通入CO后，正反应速率逐渐增大 C . 反应前H₂S物质的量为6mol D . CO的平衡转化率为80%

⑴已知热化学方程式H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g)＝H₂O(g) ΔH＝-241.8kJ·mol^-1 ，该正反应的活化能为167.2kJ·mol^-1 ，则其逆反应的活化能为kJ·mol^-1

⑵某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g) $\text{[math]}$ 4C(?)+2D(?)。反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应的前后压强之比为5：4(相同的温度下测量)，平衡后加入C，B的平衡转化率(增大、减少、不变)。

氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N₂、H₂分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数（φ）如图所示。

（1）其中，p₁、p₂和p₃由大到小的顺序是，其原因是。
（2）若分别用v_A(N₂)和v_B(N₂)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则v_A(N₂)v_B(N₂)（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）若在250℃、p₁为10⁵Pa条件下，反应达到平衡时容器的体积为1L，则该条件下B点N₂的分压p(N₂)为Pa(分压=总压×物质的量分数，保留一位小数)。
（4）已知N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) △H=-92 kJ/mol，在恒温恒容的密闭容器中充入1mol N₂ 和一定量的H₂发生反应。达到平衡后，测得反应放出的热量为 18.4 kJ，容器内的压强变为原来的90%，则起始时充入的H₂的物质的量为mol， NH₃产率为。

已知：H₂ (g) + CO₂ (g) $\text{[math]}$ H₂O (g) + CO (g) ΔH＞0，T₁温度时的平衡常数K= $\text{[math]}$ 。T₁、T₂温度时，在①、②、③、④四个相同体积的恒容容器中投料，起始浓度如下表所示。下列判断错误的是（）

温度	容器编号	起始浓度/mol·L⁻¹
温度	容器编号	H₂	CO₂	H₂O	CO
T₁	①	0.1	0.1	0	0
	②	0.2	0.1	0	0
	③	0.1	0.2	0.1	0.1
T₂	④	0.04	0.04	0.06	0.06

A . 容器① 5 min达到平衡，用H₂表示的化学反应速率为：0.012 mol·L⁻¹·min⁻¹ B . H₂的平衡转化率：①＞② C . 容器③中反应向逆反应方向进行 D . 容器④中反应向正反应方向进行，则T₂＞T₁

氯气是实验室和工业上常用的气体，请回答：

（1）实验室制备氯气的化学方程式：。
（2） NOCl光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
①NOCl+hv→NOCl*；

②NOCl+NOCl*→2NO+Cl₂

其中hv表示一个光子的能量，NOCl*表示NOCl的激发态。

则得到1molCl₂需要吸收mol光子。
（3）在一定温度下，氯气溶于水的过程为：Cl₂(g) $\text{[math]}$ Cl₂(aq)；Cl₂(aq)+H₂O(l) $\text{[math]}$ H⁺(aq)+Cl^-(aq)+HClO(aq)，下列说法正确的是____。

A . Cl₂(g) $\text{[math]}$ Cl₂(aq)的ΔH＜0 B . 加压或增加c(Cl^-)能减少氯气在水中的溶解 C . 干燥的氯气不能使有色鲜花变色 D . 向新制氯水中添加碳酸钙能增强其漂白能力
（4）氯铂酸钡(BaPtCl₆)固体加热时部分分解为BaCl₂、Pt和Cl₂ ， 376.8℃时平衡常数Kp₁=1.0×10⁴Pa² ，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl₆固体，抽真空后，通过一支管通入碘蒸汽(然后将支管封闭)，在376.8℃，碘蒸汽初始压强为20.0kPa．发生反应：Cl₂(g)+I₂(g) $\text{[math]}$ 2ICl(g) Kp₂。平衡时，测得烧瓶中压强为32.1kPa，则反应平衡常数Kp₂=。
（5）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素(CO(NH₂)₂)，原理如图所示。则A为电源的极。尿素与阳极产物发生的反应为：。
（6） 2021年诺贝尔化学奖揭晓，本杰明·李斯特和大卫·w·c·麦克米伦因在“不对称有机催化发展”方面的贡献被授予2021年诺贝尔化学奖。已知楔形式表示有机物时，实线一表示的键位于纸面上，楔形实线表示的键伸向纸面外，楔形虚线表示的键伸向纸面内，则下列与属于同一种物质的是____。

A . B . C . D .

我国提出“碳达峰”与“碳中和”目标，更加凸显了利用CO₂合成高价值化学品的重要性。

（1） Ⅰ．工业上利用CO₂催化重整甲烷制取合成气，反应为CO₂(g) + CH₄(g) $\text{[math]}$ 2CO(g) + 2H₂(g)
该反应的熵变△S0(填“＞”、“＜”或“=”)；CO₂的电子式为。
（2）已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa，一定温度下，由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表：
物质
CO₂(g)
CH₄(g)
CO(g)
H₂(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol^-1
-393.5
-74.8
-110.5
0
若该催化重整反应生成了2 mol CO，所需热量为kJ，有利于提高CO₂平衡转化率的条件是(填标号)。
a．高温高压 b．高温低压 c．低温高压 d．低温低压
（3）在恒温(T)、恒压(p)条件下，向密闭容器中加入CO₂和CH₄各2 mol及催化剂进行催化重整反应，达到平衡时，CO₂的转化率为50％。该温度下反应的平衡常数K_p=(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
（4） Ⅱ．工业上利用CO₂超干重整CH₄的转化如图所示：
CO₂超干重整CH₄总反应的化学方程式为。
（5）关于CO₂超干重整CH₄反应，下列说法错误的是(填序号)
a．在450℃下，向恒容容器中投料进行反应，混合气体总压强不变说明反应达到平衡状态
b．转化②实现了含碳物质与含氢物质的分离
c．转化③中Fe与CaCO₃反应的物质的量之比为4∶3

在体积固定的2L密闭容器中进行反应： $\text{[math]}$ ，已知某一反应时刻SO₂、O₂、SO₃的物质的量分别为 $\text{[math]}$ ，则达到平衡时物质的量浓度可能正确的是（）

A . SO₂、O₂、SO₃的物质的量浓度分别为0.1 mol·L^-1、0.1mol·L^-1、0.5 mol·L^-1 B . SO₂、SO₃的物质的量浓度均为0.3 mol·L^-1 C . SO₂、O₂的物质的量浓度分别为0.1 mol·L^-1、0.075 mol·L^-1 D . SO₃的物质的量浓度的取值范围是：0≤c(SO₃)≤0.15mol·L^-1

	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO₂	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
实验组	温度/℃	H₂O	CO	CO₂	达到平衡所需时间/min
①	650	2	4	1.6	5
②	900	1	2	0.4	3
③	900	1	2	0.4	1

物质	CO₂(g)	CH₄(g)	CO(g)	H₂(g)
标准摩尔生成焓/kJ·mol^-1	-393.5	-74.8	-110.5	0

t/s	0	500	1000
c（N₂O₅）/mol•L^﹣¹	5.00	3.52	2.48

化学平衡的计算 知识点题库

化学平衡的计算知识点题库