化学平衡的调控知识点题库

下列过程中，需要加快化学反应速率的是（　　）

A . 钢铁的腐蚀 B . 食物腐烂 C . 工业炼钢 D . 塑料老化

下列关于化学反应限度的叙述错误的是（　　）

A . 不同的化学反应，限度可能不同 B . 可以通过改变温度来控制化学反应的限度 C . 可以通过延长化学反应的时间来改变化学反应的限度 D . 一个化学反应在一定条件下达到限度时，正、逆反应速率相等

工业上主要采用氨氧化法生产硝酸，如图是氨氧化率与氨﹣空气混合气中氧氨比的关系．其中直线表示反应的理论值；曲线表示生产实际情况．当氨氧化率达到100%，理论上r $\text{[math]}$ = ，实际生产要将r值维持在1.7～2.2之间，原因是

合成氨工业的原料气H₂ ，可用天然气制取，其生产流程如图：

（1）写出反应I的反应方程式：该反应的平衡常数表达式为：　；

（2）转化炉中反应为：CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），其平衡常数与温度关系如表：

温度	400℃	500℃	800℃	1000℃
平衡常数	10	9	1	0.5

该反应为：　放热　反应（填“吸热”或“放热”）．

（3）合成氨反应原理为：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）△H=﹣92.4KJ/mol

回答下列问题：

①工业合成氨原料氮气制备方法是

②在一定温度下，将1molN₂和3molH₂充入一容积不变的密闭容时器中进行合成反应，达到平衡时，容器的压强为起始的 $\text{[math]}$ ，平衡状态记为S₀ ，则平衡时容器内NH₃的体积分数为；若保持温度不变，开始时向容器加入a mol N₂ ， b mol H₂ ， c mol NH₃ ，要使反应始终向逆反应方向进行，且达到平衡后向各物质的理与原平衡S₀完全相同，则起始时c的取值范围应是．

化学是人类进步的关键，化学为人类的生产、生活提供了物质保证．氮的化合物是重要的化工原料，在工农业生产中有很多重要应用．工业上合成氨的流程示意图如图：

回答下列问题：

（1）25℃时合成氨反应热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），△H=﹣92.4kJ/mol．在该温度时，取1molN₂和3molH₂放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ．其原因是

（2）原料氢气的来源是水和碳氢化合物，写出工业生产中分别采用煤和天然气为原料制取氢气的化学反应方程式

（3）设备B的名称，其中m和n是两个通水口，入水口是（填“m”或“n”），

不宜从相反方向通水的原因．

（4）设备C的作用是

（5）为了提高其产量，降低能耗，近年有人将电磁场直接加在氮气与氢气反应的容器内，在较低的温度和压强条件下合成氨，获得了较好的产率．从化学反应本质角度分析，电磁场对合成氨反应的作用是；与传统的合成氨的方法比较，该方法的优点是

下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是（）

A . 恒温恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量 B . 将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应制取H₂ C . 在H₂SO₄与NaOH两溶液反应时，增大压强 D . Na与水反应时增大水的用量

在高温高压下CO具有极高的化学活性，能与多种单质或化合物反应．

（1）若在恒温恒容的容器内进行反应C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g），则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有．（填字母）
a．容器内的压强保持不变
b．容器中H₂浓度与CO浓度相等
c．容器中混合气体的密度保持不变
d．CO的生成速率与H₂的生成速率相等
（2） CO一空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O² ．该电池负极的电极反应式为．
（3）一定条件下，CO与H₂可合成甲烷，反应方程式为：CO（g）+3H₂（g）⇌CH₄（g）+H₂O（g）
①一定条件下，该反应能够自发进行的原因是．
②已知H₂（g）、CO（g）和 CH₄（g）的燃烧热分别为285.8kJ•mol^﹣¹、283.0kJ•mol^﹣¹和890，0kJ•mol^﹣¹ ．
写出CO与H₂反应生成CH₄和CO₂的热化学方程式：
（4）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，反应方程式为：CH₃OH（g）+CO（g） $\text{[math]}$ HCOOCH₃（g）△H=﹣29.1kJ•mol^﹣¹ ．科研人员对该反应进行了研究．部分研究结果如图所示：
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是．
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是．

4NH₃+5O₂ $\text{[math]}$ 4NO+6H₂O是工业上制硝酸的重要反应，下列有关说法错误的是（）

A . 使用催化剂可以加快反应速率 B . 增大压强可以加快反应速率 C . 反应达到平衡时，v（正）=v（逆） D . 增大O₂的量可以使NH₃100%转变为NO

以焦炭为原料的制氨流程示意如下：

I．“精制”过程是将含有少量CO、CO₂、O₂和H₂S等杂质的原料气体通入含有氨水的醋酸亚铜二氨（化学式为[Cu （NH₃）₂]Ac）溶液，以获得纯净原料气．其中，吸收CO的反应为：

CO+[Cu （NH₃）₂]Ac+NH₃•H₂O⇌[Cu （NH₃）₃CO]Ac+H₂O△H＜0．

（1）为提高CO吸收率，可采取的一项措施是．
（2）除去氧气时，氧气将[Cu（NH₃）₂]Ac氧化为[Cu（NH₃）₄]Ac₂ ，则反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比是．
（3） II．“造气”过程中．其中，焦炭与水蒸气在反应体系中将发生如下四个反应：
C（s）+2H₂O（g）⇌CO₂（g）+2H₂（g）△H₁=+90.2kJ•mol^﹣¹
C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.4kJ•mol^﹣¹
CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H₃
C（s）+2H₂（g）⇌CH₄（g）△H₄
该体系中，一些物质的平衡组成与温度的关系图如图所示．
由图可知，若采用焦炭与水蒸气反应来获得优质的水煤气，工业生产中应尽量使焦炭和水蒸气在（填“高温”、“低温”或“常温”）条件下进行．
（4） △H₃=．
（5）下表为碳与氢气合成甲烷的相关数据：
温度（℃）
600
800
1000
平衡常数
3.2×100^﹣¹⁴⁶
1.0×10^﹣²⁰⁷⁰
1.0×10^﹣²⁰⁰⁰⁰
①△H₄0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②预测1000℃，焦炭与水蒸气反应体系中甲烷的含量．
A．几乎为0 B．与CO浓度相当 C．无法确定．

CO₂的资源化利用能有效减少CO₂排放，充分利用碳资源。

（1） CaO可在较高温度下捕集CO₂ ，在更高温度下将捕集的CO₂释放利用。CaC₂O₄·H₂O热分解可制备CaO，CaC₂O₄·H₂O加热升温过程中固体的质量变化见下图。

①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式：。

②与CaCO₃热分解制备的CaO相比，CaC₂O₄·H₂O热分解制备的CaO具有更好的CO₂捕集性能，其原因是。
（2）电解法转化CO₂可实现CO₂资源化利用。电解CO₂制HCOOH的原理示意图如下。

①写出阴极CO₂还原为HCOO⁻的电极反应式：。

②电解一段时间后，阳极区的KHCO₃溶液浓度降低，其原因是。
（3） CO₂催化加氢合成二甲醚是一种CO₂转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g) ΔH =41.2 kJ·mol⁻¹

反应Ⅱ：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol⁻¹

在恒压、CO₂和H₂的起始量一定的条件下，CO₂平衡转化率和平衡时CH₃OCH₃的选择性随温度的变化如图。其中：

CH₃OCH₃的选择性= $\text{[math]}$ ×100％

①温度高于300 ℃，CO₂平衡转化率随温度升高而上升的原因是。

②220 ℃时，在催化剂作用下CO₂与H₂反应一段时间后，测得CH₃OCH₃的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH₃OCH₃选择性的措施有。

已知：C（s）＋CO₂（g） $\text{[math]}$ 2CO（g） △H＞0。该反应的达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是（）

A . 升高温度和减小压强 B . 降低温度和减小压强 C . 降低温度和增大压强 D . 升高温度和增大压强

实验室以天青石精矿(主要含SrSO₄ ，还含有少量SiO₂、CaSO₄、BaSO₄)为原料制取SrSO₄ ，其实验流程如下：

（1）室温下，反应SrSO₄(s)＋CO $\text{[math]}$ (aq) $\text{[math]}$ SrCO₃(s)＋SO $\text{[math]}$ (aq)达到平衡，则反应的平衡常数为[K_sp(SrSO₄)＝3.2×10⁻⁷ ， K_sp(SrCO₃)＝5.6×10⁻¹⁰]。
（2）浸取天青石精矿时，向NH₄HCO₃溶液中加入适量浓氨水的目的是。“浸取Ⅰ”的条件是温度在60~70℃、搅拌、反应3小时，温度过高将会导致SrSO₄的转化率下降，其原因是。
（3） “焙烧”所得SrO粗品用蒸馏水多次浸取得Sr(OH)₂溶液。判断SrO粗品已经浸取完全的方法：。
（4） “沉淀”过程中除得到SrSO₄外，还得到一种可循环利用的物质，该物质为。
（5）将SrSO₄与煤粉按照一定比例混合后煅烧得到一种黑灰(SrS)。
①写出生成SrS的化学反应方程式：。

②设计以黑灰为原料，制取SrSO₄的实验方案：。

(已知：SrS易溶于水，易水解。水浸时的浸取率随温度变化如下图。实验中锶元素需充分转化SrSO₄ ，必须使用的试剂：蒸馏水、3mol·L^－¹H₂SO₄和NaOH溶液)。

下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是（）

A . 向氯水的平衡体系中加入 NaOH 溶液后颜色变浅 B . 增大压强，平衡体系2HI(g)⇌H₂(g)+I₂(g)的颜色变深 C . 升高温度，反应3H₂(g)+N₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH＜0平衡向左移动 D . 打开碳酸饮料的瓶盖后，瓶口有大量气泡冒出

CH₄与CO₂重整生成H₂和CO的过程中主要发生下列反应

CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2H₂(g)+2CO(g) ∆H=+247.1 kJ·mol^-1

H₂(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CO(g) ∆H=+41.2kJ·mol^-1

恒压、反应物起始物质的量比n(CH₄)∶n(CO₂)=1∶1条件下，CH₄和CO₂的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（）

A . 曲线A表示CO₂的平衡转化率随温度的变化 B . 升高温度、增大压强均有利于提高CH₄的平衡转化率 C . 相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠 D . 恒压、800K、n(CH₄)∶n(CO₂)=1∶1条件下，反应至CH₄转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH₄转化率能达到Y点的值

$\text{[math]}$ 的稀醋酸中存在平衡： $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 加水时，平衡向逆反应方向移动 B . 加入少量 $\text{[math]}$ 固体，平衡向正反应方向移动 C . 加入少量 $\text{[math]}$ 盐酸，溶液中 $\text{[math]}$ 减小 D . 加入少量 $\text{[math]}$ 固体，平衡向正反应方向移动

对于合成氨的反应来说，使用催化剂和施加高压，下列叙述中正确的是( )

A . 都能提高反应速率，都对化学平衡状态无影响 B . 都对化学平衡状态有影响，都不影响达到平衡状态所用的时间 C . 都能缩短达到平衡状态所用的时间，只有压强对化学平衡状态有影响 D . 催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间，而压强无此作用

温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点，合理利用燃料废气中的CO₂ ，也是实现“碳中和”的途径之一。

（1） I．温室气体CO₂转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。回答下列问题：
已知：①CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ HCOOH(g) △H₁=−72.6kJ·mol⁻¹
②2CO(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g) △H₂=−566.0kJ·mol⁻¹
则反应③的平衡常数表达式K= $\text{[math]}$ ，写出反应③的热化学方程式。
（2）刚性绝热密闭容器中，等物质的量的CO₂(g)和H₂O(g)发生反应③，下列可判断反应达到平衡的是____(填标号)。

A . CO₂(g)和H₂O(g)的物质的量之比不变 B . 容器中气体平均摩尔质量不变 C . 2υ_正(CO₂)= υ_逆(O₂) D . 容器内温度不变
（3）在催化剂作用下CO₂和H₂也可以合成甲酸，主要涉及以下反应：
i.СО₂(g)+Н₂(g) $\text{[math]}$ НСООН(g) △H₃＜0
ii.CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H₄
刚性密闭容器中CO₂(g)和H₂(g)按物质的量1：1投料，平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示。(选择性是指转化成目标产物的反应物在实际消耗的反应物中的占比)
①曲线a随温度升高而下降的原因是；为同时提高CO₂的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性，应选择的反应条件为(填标号)。
A．低温、低压 B．高温、高压 C．高温、低压 D．低温、高压
②240℃时，容器内压强随时间的变化如下表所示：
时间/min
0
20
40
60
80
压强/MPa
p₀
0.91p₀
0.85p₀
0.80p₀
0.80p₀
反应i的速率可表示为υ=k·p(CO₂)·p(H₂)(p为气体分压，分压=总压×气体的物质的量分数， k为常数)，则反应在60 min时υ=(用含p₀、k的式子表示)。
（4） Ⅱ．CO₂−CH₄催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。
在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH₄和CO₂ ，在一定条件下发生反应CH₄(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ 2CO(g)+2H₂(g)，CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①由如图可知：压强p₁p₂(填“＞”、“＜”或“=”)。
②Y点：υ(正)υ(逆)(填“＞”、“＜”或“=”)。

在体积均为 $\text{[math]}$ 的甲、乙两恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分别加入 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，发生反应 $\text{[math]}$ 达到平衡。 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . 反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ B . 曲线II表示容器甲中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率 C . 达平衡后，两容器中c(CO)： $\text{[math]}$ D . 其他条件不变时，在曲线I对应容器中加入合适的催化剂，可使 $\text{[math]}$ 的平衡转化率由P点达到S点I

锌是一种重要的金属，在电镀电池等工业上具有广泛的应用。以废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量Fe₂O₃、CuO、MnO₂)为原料制备锌的工艺流程如下。

已知：①“浸取”后溶液中的阳离子主要是[ Zn( NH₃)₄]²⁺、[Cu(NH₃)₄]²⁺。

②25 ℃时K_sp(ZnS)= 1.6×10^-24；深度除杂标准：溶液中 $\text{[math]}$ 回答下列问题：

（1）滤渣①的主要成分是(填化学式)；“浸取”时，ZnO发生反应的离子方程式为。
（2）加入过量氨水的作用之一是使 ZnO、CuO溶解，另一个作用是；“萃取”时需要进行多次萃取且合并萃取液，其目的是。
（3） “深度除铜”时涉及的部分反应为：
[Cu(NH₃)₄]²⁺ +4H₂O $\text{[math]}$ Cu²⁺+ $\text{[math]}$ K₁=a
[Cu(NH₃)₄]²⁺+S^2- +4H₂O $\text{[math]}$ CuS↓+ $\text{[math]}$ K₂=b
(NH₄)₂S的加入量 $\text{[math]}$ 对锌的回收率及铜锌比 $\text{[math]}$ 的影响如图所示。
①当(NH₄)₂S加入量超过100%时，锌的回收率下降的可能原因是(用离子方程式表示)。
②(NH₄)₂S较为合理的加入量约为120%，理由是。
③室温下，向“浸取”液中加入一定量(NH₄)₂S固体，“深度除铜”后，测得溶液中 c(Cu²⁺)为1.0×10^-8 mol·L^-1 ，此时溶液中c(S^2- )为mol·L^-1(用含a、b的代数式表示，忽略S^2-水解)。
（4）用惰性电极“电解”时，阴极存在竞争反应，该竞争反应的电极反应式为。

$\text{[math]}$ 催化重整的反应过程中，还发生积炭反应，积炭的存在会使催化剂失活。

CO岐化： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ 裂解： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

积炭反应中，温度和压强与平衡炭量的关系如下图a所示。

下列说法正确的是（）

A . 重整反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ B . 图中压强 $\text{[math]}$ C . 表示温度和压强对 $\text{[math]}$ 裂解反应中平衡炭量影响的是图b D . 在重整反应中，低温、高压时会有显著积炭产生，积炭主要由CO岐化反应产生

温度（℃）	600	800	1000
平衡常数	3.2×100^﹣¹⁴⁶	1.0×10^﹣²⁰⁷⁰	1.0×10^﹣²⁰⁰⁰⁰

时间/min	0	20	40	60	80
压强/MPa	p₀	0.91p₀	0.85p₀	0.80p₀	0.80p₀

化学平衡的调控 知识点题库

化学平衡的调控知识点题库