化学平衡的计算 知识点题库

一定温度下,在容积为2L的密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),部分数据见下表(表中t2>t1):

反应时间/min

N(CO)/mol

H2O/mol

N(CO2)/mol

N(H2)/mol

0

1.20

0.60

0

0

t1

0.80

t2

0.20

下列说法正确的是(   )

A . 反应在t1min内的平均速率为v(H2)= mol•L1•min1 B . 平衡时CO的转化率为66.67% C . 该温度下反应的平衡常数为1 D . 其他条件不变,若起始时n(C0)=0.60 mol,n(H20)=1.20 mol,则平衡时n(C02)=0.20 mol
已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H=﹣92.4kJ•mol1 . 请回答:

  1. (1) 当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如右图所示.图中tl时引起平衡移动的条件可能是.其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时是
  2. (2) 温度为T℃时,将2mol H2和1mol N2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50%.则平衡时 H2的浓度
  3. (3) 当温度升高时,反应的化学平衡常数K值(增大、减小、无影响).
  4. (4) 已知单质硫的燃烧热为296kJ•mol1 , 写出其燃烧的燃烧热方程式:
  5. (5) 已知中和热为57.3kJ•mol1 , 写出NaOH和H2SO4反应的热化学方程式:
一定温度下,在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)达到平衡,测得有关数据如表所示,下列说法正确的是(   )

容器

温度/k

物质的起始浓度/mol•L1

物质的平衡浓度/mol•L1

c(H2) 

c(CO) 

c(CH3OH) 

c(CH3OH)

400

 0.20

 0.10

0

0.080

 400

 0.40

0.20

0

 500

 0

0

0.10

0.025

A . 该方应的正反应吸热 B . 达到平衡时,容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C . 达到平衡时,容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D . 达到平衡时,容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+3H2O⇌2NH3+ O2 , 进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见表(反应时间3h):

T/℃

30

40

50

生成NH3量/(10﹣6 mol)

4.8

5.9

6.0

请回答下列问题:

  1. (1) 50℃时从开始到3h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为 mol•h﹣1
  2. (2) 该反应过程与能量关系可用如图表示,则反应的热化学方程式是

  3. (3) 与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率较慢.请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
  4. (4) 工业合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1 . 在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N2和4mol H2 , 达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10L.求:

    ①该条件下的平衡常数为

    ②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3 , 且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同.反应放出的热量(填“>”“<”或“=”)92.4kJ.

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. (1) 写出该反应化学平衡常数的表达式
  2. (2) 求该反应的平衡常数;
  3. (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.
汽车发动机中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),t℃时,K=0.09.在t℃下甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,投入N2(g)和 O2(g)模拟反应,起始浓度如表所示.下列判断不正确的是(   )

起始浓度

c(N2)/mol•L﹣1

0.46

0.46

0.92

c(O2)/mol•L﹣1

0.46

0.23

0.92

A . 起始时,反应速率:丙>甲>乙 B . 平衡时,c(NO):甲=丙>乙 C . 平衡时,N2的转化率:甲>乙 D . 平衡时,甲中c(N2)=0.4 mol•L﹣1
甲醇是重要的绿色能源之一,目前科学家用水煤气(CO+H2)合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),△H=﹣128.1kJ•mol﹣1 , 回答下列问题:

  1. (1) 该反应是可逆反应,为使化学反应速率和CO的转化率都同时提高的措施有(写两条).

  2. (2) 恒温恒容条件能说明该可逆反应达平衡的是       

    A . 2v(H2)=v(CH3OH) B . n(CO):n(H2):n(CH3OH)=1:2:1 C . 混合气体的密度不变 D . 混合气体的平均相对分子质量不变
  3. (3)

    若上述可逆反应在恒温恒容的密闭容器进行,起始时间向该容器中冲入1molCO(g)和2molH2(g).实验测得H2的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示.


    ①该反应的△S0,图中的T1T2(填“<”“>”或“=”)

    ②T1下到达平衡状态A时,容器的体积为2L,此时该反应的平衡常数为,若达到平衡状态B时,则容器的体积V(B)=L.

  4. (4) 已知:H2(g)燃烧热△H=﹣285.8KJ•mol﹣1、和CO(g)燃烧热△H=﹣283.0KJ•mol﹣1 , 则CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式是为


x、y、z为三种气体,把a mol x和b mol y充入一密闭容器中,发生反应,x+2y⇌2z达到平衡时,若它们的物质的量满足n(x)+n(y)=n(z),则y的转化率为(   )
A . B . C . % D .
计算
  1. (1) 在3L的密闭容器中充入2mol A气体和2mol B气体,在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)⇌2C(g),达平衡时,在相同温度下测得容器内混合气体的压强是反应前的0.8倍,则A的转化率为
  2. (2) 某金属与足量稀硝酸充分反应,无气体放出,再向该溶液中加入过量NaOH溶液,加热,收集到标况下气体0.224升,整个过程转移电子的物质的量为mol.
  3. (3) 在100mL 混合溶液中,HNO3和 H2SO4的物质的量浓度分别是0.1mol/L,0.4mol/L向该混合液中加入 2.56g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu2+的物质的量浓度是mol/L (假设溶液体积不变).
  4. (4) 在1L2mol/L的AlCl3溶液中,加入1mol/L的NaOH溶液,产生了39g沉淀,则加入NaOH溶液的体积为
  5. (5) 钠、镁、铝均为0.2mol分别与mL浓度为1mol/L的HCl溶液反应,产生氢气量相等.
  6. (6) 将32g铜与100mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解产生的NO和NO2的混合气体标准状况下的体积为11.2L,气体全部逸出后,向溶液中加入VmL n mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的物质的量浓度为mol/L.(结果须化简)
  7. (7) 已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量a kJ,且氧气中1mol O═O键完全断裂时吸收热量bkJ,水蒸气中1mol H﹣O键形成时放出热量c kJ,则氢气中1mol H﹣H键断裂时吸收热量为kJ.
已知热化学方程式:SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g)   △H=- 98.32kJ/ mol,现有4mol SO2参加反应,当放出314.3 kJ热量时,SO2的转化率最接近于(   )
A . 40%    B . 50%    C . 80%    D . 90%
亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。可通过反应获得:2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)
  1. (1) 氢氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:

    ①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g)              K1

    ②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)              K2

    ③2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)                      K3

    则K3=(用K1和K2表示)。

  2. (2) 按投料比[n(NO):n(Cl2)=2:1]把NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图A所示:

    ①该反应的△H0(填“>”“<”或“=”);

    ②在P压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为

    ③若反应一直保持在P压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=(用含P的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。

  3. (3) 一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数的变化图像如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是点;当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的点。
减弱温室效应的方法之一是将CO2回收利用。回答下列问题:
  1. (1) 在催化剂存在下可将CO2应用于生产清洁燃料甲烷,相关反应如下:

    主反应:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH1

    副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1

    已知:H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1

    H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1

    ①ΔH1=kJ·mol-1

    ②有利于提高CH4平衡产率的反应条件是(至少写两条)。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是

    ③T℃时,若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图1所示。若a、b表示反应物的转化率,则表示H2转化率的是,c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数,由图可知 =时,甲烷产率最高。若该条件CO的产率趋于0,则T℃时主反应的平衡常数K=

    图片_x0020_100007

  2. (2) 可利用NaOH溶液捕获CO2。若过程中所捕获的CO2刚好将NaOH完全转化为Na2CO3 , 则所得溶液中c(Na+)c(CO )+c(HCO )+c(H2CO3)(填“>”、“<”或“=”);若所得溶液中c(HCO )∶c(CO )=2∶1,溶液pH=。(室温下,H2CO3K1=4×10−7K2=5×10−11
一定温度下,向一容积为 5 L 的恒容密闭容器中充入 0.4 mol SO2和0.2 mol O2 , 发生反应:2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g)H=-196 kJ·mol1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题:
  1. (1) 判断该反应达到平衡状态的标志是(填序号)。

    a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为 2∶1∶2

    b.容器内气体的压强不变

    c.容器内混合气体的密度保持不变

    d.SO3的物质的量不再变化

    e.SO2的生成速率和 SO3的生成速率相等

  2. (2) ①SO2的转化率为

    ②达到平衡时反应放出的热量为

    ③此温度下该反应的平衡常数 K

  3. (3) 如图表示平衡时 SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:

    图片_x0020_100032

    ①温度关系 : T1T2( “>”“<” 或“=”,下同);

    ②平衡常数关系:KAKBKAKD

一定条件下,测得反应3CO(g)+3H2(g)  (CH3)2O(g)+CO2(g)达平衡时CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示(假定过程中不发生其他反应)。温度为T时,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2 , 反应达平衡时测得CO2物质的量为0.1 mol。下列说法正确的是(   )

A . 该反应的ΔH<0,图中压强p1>p2 B . 压强为p2时,图中Q点所示条件下v(正)<v(逆) C . 温度为T时,若向体积为1 L的恒压容器中充入0.4 mol CO和0.4 mol H2 , 达平衡时CO的转化率大于75% D . 温度为T时,若向原容器中充入0.1 mol CO、0.2 mol(CH3)2O和0.2 mol CO2 , 则该反应的平衡常数大于104
                 
  1. (1) Ⅰ氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题。

    图1是 反应生成 和NO过程中能量变化示意图 图中涉及物质为气态 ,请写出 和CO反应的热化学方程式

  2. (2) 在一定温度下,向2L固定容积的密闭容器中通入 ,发生反应 测得 的浓度随时间变化如图2所示,

    ①计算该温度下此反应的平衡常数K= ;若使K的值变为1,则应采取的措施是

    A.增大压强使平衡正移   B.恒压加入一定量 C.降低温度    D.升高温度

    ②下列措施能使 增大的是

    A.升高温度                          B.恒温恒容充入

    C.恒温恒容下,再充入1mol D.恒温恒容下,再充入

  3. (3) 在体积为3L的恒容密闭容器中,投入 ,在一定条件下合成氨,不同温度下测得的数据如表所示。

    温度

    平衡时

    的产率30%

    的物质的量2mol

    已知: 的的总能量大于 的总能量。

    ①则 填“ ”“ ”或“

    ②在T2K下,经过5min达化学平衡状态,则 的平均速率

  4. (4) Ⅱ①三氧化钼 是石油工业中常用的催化剂,也是瓷轴药的颜料,该物质常使用辉钼矿 主要成分为 通过一定条件来制备。回答下列相关问题:

    已知:①

    若在恒温恒容条件下,发生反应 ,下列说法正确的是 填字母

    a.气体的密度不变,则反应一定达到了平衡状态

    b.气体的相对分子质量不变,反应不一定处于平衡状态

    c.增加 的量,平衡正向移动

  5. (5) 在恒容密闭容器中,加入足量的 ,仅发生反应: 测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示。

    (填“ ”“ ”或“ ”) ;比较 的大小:

    ②若初始时通入 ,则A点平衡常数 (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压 总压 气体的物质的量分数)

甲烷-CO2重整反应可以得到用途广泛的合成气,已知方程式如下。回答下列问题:

CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g) ΔH>0

  1. (1) 相关物质的燃烧热数据如下表所示:

    物质

    CH4(g)

    CO(g)

    H2(g)

    燃烧热(kJ·mol-1)

    890.3

    283.0

    285.8

    ①   ΔH=kJ·mol-1

    ②  用Ni基双金属催化,反应的活化能降低,ΔH(填“变大”、“变小”或者“不变”)

  2. (2) 控制其它条件不变,改变温度对合成气中甲烷质量分数的影响如图。

    若充入a molCH4 , 经过2小时后达到如右图A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率为mol/h(用a表示);假设A为平衡态,此时压强为2MPa,平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压x物质的量分数,保留2位小数)。

  3. (3) 甲烷的重整反应速率可以表示为η=k·p(CH4) [p(CH4)是指甲烷的分压],其中k为速率常数。下列说法正确的是

    a.增加甲烷的浓度,η增大   b.增加CO2浓度,η增大

    c.及时分离合成气,η增大   d.通过升高温度,提升k

  4. (4) 已知在高温的条件下,会发生如下副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ·mol-1 , 且温度越高副反应的转化率越高,化学上称之为“温度的选择性”。不同n(CO2)/n(CH4)配比随温度变化对平衡时n(H2)/n(CO)配比的影响如图所示。

    按n(CO2)/n(CH4)=2.5的配比进料,随温度升高,合成气n(H2)/n(CO)配比“先增加后减小”。增加是因为高温有利甲烷分解的积碳反应,请解释“减小”的可能原因

  5. (5) 一定温度下反应会出现积碳现象而降低催化剂活性。如图是Ni基双金属催化剂抗积碳的示意图。

    结合图示:

    ①写出一个可能的积碳反应方程式

    ② 金属钴能有效消碳的原因是

氯乙烯是制备塑料的重要中间体,可通过乙炔选择性催化加氢制备。已知:

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

Ⅳ.部分化学键的键能如表所示。

化学键

键能

347.7

x

413.4

340.2

431.8

回答下列问题:

  1. (1) 表中x=
  2. (2) 较低温度下乙炔选择性催化加氢过程只发生反应Ⅰ和Ⅱ。一定温度下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为 充入 ,发生反应Ⅰ和Ⅱ。实验测得反应前容器内压强为 ,10min达到平衡时 、HCl(g)的分压分别为

    内,反应的平均速率 (用分压表示,下同)。

    的平衡转化率为

    ③反应Ⅰ的平衡常数

  3. (3) 高温度下,会发生反应Ⅲ而形成积碳,其可能导致的后果为(答出一点即可);不同压强下,向盛放催化剂的密闭容器中以物质的量之比为 充入 和HCl(g)发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图1所示。 由大到小的顺序为;随温度升高,三条曲线逐渐趋于重合的原因为

  4. (4) 结合试验和计算机模拟结果,有学者提出乙炔选择性催化加氢的反应历程,如图2所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注,TS表示过渡态。下列说法正确的是______(填选项字母)。
    A . 该历程中的最大能垒为 B . 存在非极性键断裂和极性键形成 C . 选择不同催化剂,最大能垒不发生变化
工业上可用 合成亚硝酰氯 ,可以用于有机合成。回答下列问题:
  1. (1) 一定条件下,氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及有关反应的热化学方程式如下:

    (用 表示)。

  2. (2) 时,在一密闭容器中发生反应: ,其正反应速率表达式 。测得正反应速率和对应浓度的数据如表:

    序号

    达到平衡后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量将(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

  3. (3) 时,向体积为 且带气压计的恒容密闭容器中通入 发生反应:

    。已知:反应起始和平衡时温度相同。

    ①测得反应过程中压强 随时间 的变化如图1曲线 所示,则 (选填“>”、“<”或“不确定”)0;若其他条件相同,仅改变某一条件时,测得压强 随时间 的变化如图1曲线 所示,则改变的条件是

    ②图2是两位同学描绘的上述反应平衡常数的对数值 与温度的变化关系图象,其中正确的曲线是(选填“甲”或“乙”); 的值为

在一容积为 2L 的密闭容器内加入 0.2mol的 N2 和 0.5mol的 H 2 ,在一定条件下发生如下反应:

N2(g)+3H2(g)  2NH3 (g) ΔH<0。反应中 NH3的物质的量浓度的变化情况如图所示:

  1. (1) 根据图示,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率 v(NH3 )=
  2. (2) 反应达到平衡后,计算该反应的平衡常数 K=
  3. (3) 反应达到平衡后,第 5分钟末,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”),化学平衡常数(填“增大”、“减小”或“不变”)。
某温度时,向压强为、体积为的密闭容器中通入 , 保持压强不变,发生如下反应:①;②。反应达到平衡后,测得反应前后气体的体积之比为5:3,下列说法正确的是(   )
A . 的平衡转化率为 B . 平衡时,的百分含量一定大于 C . 该温度下,反应①的平衡常数一定大于反应②的平衡常数 D . 若起始时保持体积不变,其他条件相同,则达到平衡时压强为