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 . 钢铁腐蚀 B . 食物腐烂 C . 塑料老化 D . 炼钢

下列反应条件的控制中不恰当的是（）

A . 为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆 B . 为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C . 为加快KClO₃的分解速率，加入MnO₂ D . 为提高H₂O₂的分解率，向溶液中滴加FeCl₃溶液

下列说法正确的是（）

A . 外加直流电源保护钢闸门时，钢闸门与电源的负极相连 B . 铅蓄电池在放电过程中，负极质量增加，正极质量减少 C . 锅炉中沉积的CaSO₄可用饱和Na₂CO₃溶液浸泡，再将不溶物用稀盐酸溶解除去 D . t℃时，恒容密闭容器中反应：NO₂（g）+SO₂（g）⇌NO（g）+SO₃（g），通入少量O₂ ， K值及SO₂转化率不变

一定温度下，某容器中加入足量碳酸钙，发生反应CaCO₃（s）=CaO（s）+CO₂（g）达到平衡．下列说法正确的是（）

A . 将体积缩小为原来的一半，当体系再次达到平衡时，C0₂的浓度为原来的2倍 B . CaCO₃（s）加热分解生成CaO（s）和CO₂ ， △s＜0 C . 将体积增大为原来的2倍，再次达到平衡时，气体密度不变 D . 保持容器体积不变，充入He，平衡向逆反应方向进行．

空气吹脱法是目前消除NH₃对水体污染的重要方法．在一定条件下，向水体中加入适量NaOH可使NH₃的脱除率增大，用平衡移动原理解释其原因．

在恒压、NO和O₂的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO₂的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是（）

A . 反应2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)的ΔH>0 B . 图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C . 图中Y点所示条件下，增加O₂的浓度不能提高NO转化率 D . 380℃下，c_起始(O₂)=5.0×10⁻⁴ mol·L⁻¹ ， NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000

NH₃是重要的化工原料，经一系列反应可得到HNO₃、CO(NH₂)₂、HCN等产品。

（1）以氨气为原料合成HNO₃工艺如下，写出N₂O₄转化为HNO₃的反应方程式。
（2）以NH₃和CO₂为原料生产尿素的反应如下：
反应Ⅰ：2NH₃(l) ＋ CO₂(g) $\text{[math]}$ NH₂COONH₄(l) Δ H₁＝ a kJ·mol^-1

反应Ⅱ：NH₂COONH₄(l) $\text{[math]}$ NH₂CONH₂(l) ＋ H₂O(l) Δ H₂＝ b kJ·mol^-1

① 已知NH₃(l) $\text{[math]}$ NH₃(g) Δ H₃＝ c kJ·mol^-1反应2NH₃(g) ＋ CO₂(g) $\text{[math]}$ NH₂CONH₂(l) ＋ H₂O(l) Δ H₄＝kJ·mol^-1(用含a、b、c的式子表示)，该反应能自发进行的主要原因是。

② 一定条件下，往恒容密闭容器中投入4 mol NH₃和 1 mol CO₂ ，测得各组分物质的量随时间变化如图1。下列说法正确的是。

A．选择合适的碳氮比有利于提高产率

B．反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ小

C．过量氨气可以与反应生成的水结合，有利于尿素合成

D．气体物质的量不再变化时，反应达到平衡状态
（3）工业上利用氨气生产氢氰酸的反应为CH₄(g) + NH₃(g) $\text{[math]}$ HCN(g) + 3H₂(g) Δ H>0

① 其他条件一定，达到平衡时NH₃转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是(填“温度”或“压强”)。

② 其它条件一定时，向2 L密闭容器中加入n mol CH₄和2 mol NH₃ ，平衡时NH₃体积分数随n变化的关系如图所示。平衡常数K=（请写出计算过程）

“绿水青山就是金山银山”，因此研究NO_x、SO₂等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

（1）亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成的重要试剂，它可由Cl₂和NO在通常条件下反应制得，该反应的热化学方程式为。
相关化学键的键能如下表所示：

化学键

Cl—Cl

N $\text{[math]}$ O(NO气体)

Cl—N

N=O

键能/(kJ·mol^-1)

243

630

200

607

（2）燃煤发电厂常利用反应2CaCO₃(s)+2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2CaSO₄(s)+2CO₂(g) ΔH=-681.8kJ·mol^-1 ，对煤进行脱硫处理来减少SO₂的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

时间/min

浓度/mol·L^-1

O₂

1.00

0.79

0.60

0.64

CO₂

0.42

0.80

0.88

①0～10min内，平均反应速率v(CO₂)=mol·L^-1·min^-1；当升高温度，该反应的平衡常数K(填“增大”、“减小”或“不变”)。

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)。

A．加入一定量的粉状碳酸钙

B．适当缩小容器的体积

C．通入一定量的O₂

D．加入合适的催化剂

（3） NO_x的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应C(s)+2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+CO₂(g) ΔH=-34.0kJ·mol^-1 ，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：

由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作K_p)。在1050K、1.1×10⁶Pa时，该反应的化学平衡常数K_p=[已知：气体分压(P_分)=气体总压(Pa)×体积分数]
（4）为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)+2CO₂(g) ΔH=-746.8kJ·mol^-1 ，生成无毒的N₂和CO₂实验测得，v_正=k_正c²(NO)·c²(CO)，v_逆=k_逆c(N₂) c²(CO₂)(k_正、k_逆为速率常数，只与温度有关)。①达到平衡后，仅降低温度，k_正减小的倍数 (填“>”、“<”或“=”)k_逆减小的倍数。②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为20%，则 $\text{[math]}$ =(计算结果用分数表示)

已知甲为恒温、恒压容器，乙为恒温、恒容容器。两容器中均充入1 mol N₂、3 mol H₂ ，初始时两容器的温度、体积相同。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的N₂在平衡混合物中的物质的量分数相同，下列措施中可行的是 ( )

A . 向甲容器中充入一定量的氦气 B . 向乙容器中充入一定量的N₂ C . 升高乙容器的温度 D . 增大甲容器的压强

反应3A(g) $\text{[math]}$ 2B(g)+C(g)+Q(Q>0)的反应速率随时间变化如下图所示，在t₁、t₂、t₃、t₄时刻都只有一个条件发生改变。下列判断正确的是（ )

图片_x0020_797841055

A . t₆～t₇阶段，C的百分含量最大 B . t₂～t₃阶段，A的转化率最小 C . t₃时，改变因素一定是使用了催化剂 D . t₅时，改变因素一定是升高了温度

下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )

A . 密闭容器中有一定量红棕色的NO₂ ，加压(缩小体积)后颜色先变深后变浅 B . 高压条件比常压条件有利于SO₂和O₂合成SO₃ C . 由H₂(g)、I₂(g)、HI(g)组成的平衡体系加压(缩小体积)后颜色变深 D . 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气

下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（）

A . H₂（g）、I₂（g）、HI（g）平衡体系加压后颜色变深 B . 常温下，将pH=10的NH₃•H₂O溶液稀释10倍，pH>9 C . 利用TiCl₄水解制备TiO₂时，需加入大量水并加热 D . 向Mg（OH）₂悬浊液中滴加FeCl₃溶液，有红褐色沉淀生成

向密用容器中充入1molA，发生反应aA(g)=bB(g)+cC(g)，达到平衡时，体系中B的体积分数φ(B)随温度、压强的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . 该反应的△H<0，△S<0 B . M、N两点对应的化学平衡常数：M>N C . P、M两点对应的A的转化率：P＜M D . 恒温恒容时，再充入少量A，达到新平衡，φ(B)增大

处理CO₂的一种重要方法是将CO₂还原，所涉及的反应为CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g)，若平衡后将温度从300℃升至400℃，保持其他条件不变，反应重新达到平衡时，CO₂的体积分数增加。下列有关判断不正确的是（）

A . 该反应的ΔH＜0 B . 升高温度正反应速率增大，逆反应速率也增大且增加的倍数更大 C . 升高温度化学平衡常数K增大 D . 升高温度CH₄的产率降低

某化学小组欲测定酸性条件下 $\text{[math]}$ 溶液与 $\text{[math]}$ 溶液反应的化学反应速率，所用的试剂为 $\text{[math]}$ 溶液和 $\text{[math]}$ 溶液，所得c(Cl^-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A . 该反应的离子方程式为 $\text{[math]}$ B . 该反应在 $\text{[math]}$ 的平均反应速率 $\text{[math]}$ C . 在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小 D . 起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，一定是反应放热温度升高的结果

我国提出， $\text{[math]}$ 排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。回答下列问题：

（1）有利于实现“碳达峰、碳中和”的是____(填标号)。

A . 燃煤脱硫 B . 粮食酿酒 C . 风能发电 D . 石油裂化

（2） $\text{[math]}$ 催化重整可以得到合成气( $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ )，对“碳达峰、碳中和”具有重要意义。

① $\text{[math]}$ 催化重整反应： $\text{[math]}$ ，有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的条件是(填标号)。

A．低温高压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温低压

②某温度下，在体积为 $\text{[math]}$ 的容器中加入 $\text{[math]}$ 以及催化剂进行重整反应，达到平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率是 $\text{[math]}$ ，其平衡常数为 $\text{[math]}$ 。

③反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：

		积碳反应 $\text{[math]}$	消碳反应 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$		75	172
活化能(kJ·mol^－1)	催化剂X	43	72
活化能(kJ·mol^－1)	催化剂Y	33	91

由上表判断，催化剂XY(填“优于”或“劣于)，理由是。

④在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图1所示，升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)。

A．K_积减小、K_消增加 B．v_积减小、v_消增加

C．K_积、K_消均增加 D．v_消增加的倍数比v_积增加的倍数大

⑤在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH₄)·[(CO₂)]^-0.5(k为速率常数)。在 $\text{[math]}$ 一定时，不同 $\text{[math]}$ 下积碳量随时间的变化趋势如图2所示，则 $\text{[math]}$ 从大到小的顺序为。

水煤气变换[ $\text{[math]}$ ]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1） Shibata曾做过下列实验：①使纯H₂缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H₂的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是COH₂（填“大于”或“小于”）。
（2） 721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H₂O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H₂的物质的量分数为( )

A . <0.25 B . 0.25 C . 0.25~0.50 D . 0.50 E . >0.50
（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E_正=eV，写出该步骤的化学方程式。
（4） Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H₂分压随时间变化关系（如下图所示），催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 相等、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 相等。
计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ 。467 ℃时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 随时间变化关系的曲线分别是、。489℃时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 随时间变化关系的曲线分别是、。

$\text{[math]}$ 在电池中有重要应用。以软锰矿(主要成分为 $\text{[math]}$ )为原料制备粗二氧化锰颗粒的过程如下：

（1）浸出
①用硫酸和 $\text{[math]}$ 可溶解软锰矿，请补全该反应的离子方程式：

□ $\text{[math]}$ +□ +□ =□ $\text{[math]}$ +□ $\text{[math]}$ □

②浸出时可用 $\text{[math]}$ 代替硫酸和 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是(填序号)。

a． $\text{[math]}$ 在反应中作氧化剂

b．用 $\text{[math]}$ 浸出可减少酸的使用

c．该法可同时处理烟气中的 $\text{[math]}$ ，减少大气污染
（2）净化、分离
①软锰矿浸出液中的 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 可通过加碱转化为沉淀去除，分离出清液的方法是。

②为减少碱用量，可以通过稀释浸出液除去 $\text{[math]}$ ，结合离子方程式解释原理：。
（3）热解
在一定空气流速下，相同时间内 $\text{[math]}$ 热解产物中不同价态 $\text{[math]}$ 的占比随热解温度的变化如图。 $\text{[math]}$ 热解过程中涉及如下化学反应：

i． $\text{[math]}$

ii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

iii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①为了增大产物中 $\text{[math]}$ 的占比，可以采用的措施是(答出两条)。

②温度升高，产物中 $\text{[math]}$ 的占比降低，可能的原因是。

尿素[CO(NH₂)₂]是目前人类使用量最大的一种氮肥。工业上用NH₃和CO₂为原料制取尿素。

（1）合成：NH₃加压并预热后与压缩的CO₂在合成塔中反应生成尿素。
①NH₃加压并预热的目的是。
②该反应属于反应(填“氧化还原”或“非氧化还原”)。
③合成中氨碳比[ $\text{[math]}$ ]分别为3和4时，CO₂的转化率随温度的变化如图所示。
则图中曲线1对应的氨碳比为，反应最适宜温度为。
（2）分离：尿素水溶液经蒸发得到尿素。尿素水溶液在加热蒸发过程中会部分水解成(NH₄)₂CO₃或NH₄HCO₃尿素水解生成(NH₄)₂CO₃的化学方程式为。

以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为原料可以制得淀粉，实现“喝西北风”吃饱； $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 可在不同催化剂和反应条件下生成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 等多种化合物，在减少温室气体、减少化石能源使用、新能源开发利用等方面有重要的作用。

（1）单个 $\text{[math]}$ 分子与 $\text{[math]}$ 在催化剂的作用下反应历程如图甲所示：(吸附在催化剂表面的物质用·标注，如 $\text{[math]}$ 表示 $\text{[math]}$ 吸附在催化剂表面；图中Ts表示过渡态分子)。
反应历程中活化能(能垒)最小的化学方程式为， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
（2） $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在某催化剂的作用下反应如图乙所示：
化学键
键能 $\text{[math]}$
436
326
803
464
414
写出该反应的热化学方程式：，体系达到平衡后，若要使平衡向正反应方向移动，可以改变的条件是(任写一种)
（3）在相同的恒容容器中， $\text{[math]}$ 内三种不同的催化剂对 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的影响如图丙所示：
①下列说法正确的是.
a. 使用催化剂Ⅰ，反应转化率最高
b. 由图得出此反应一定是放热反应
c. 最佳催化剂是催化剂Ⅰ
d. a、b、c三点的速率大小关系一定为： $\text{[math]}$
②若此反应起始投料为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在10L恒容密闭容器中进行，且反应时间足够长，得到上述关系式，则 $\text{[math]}$ 温度下，反应的平衡常数K=(用分数形式表示)，在催化剂Ⅰ作用下，从起始到a点 $\text{[math]}$ 的平均反应速率为。