化学平衡常数 知识点题库

空气质量与我们的健康息息相关,目我国通过检测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI),SO2、NO2、和CO是其中3项中的污染物.

  1. (1) 上述3种气体直接排入空气后会引起酸雨的气体有(填化学式).

  2. (2) 处理酸雨市场采用NaClO2溶液作为吸收剂,可同时对烟气进行脱硫、脱硝,其中脱硫反应ClO2+2SO32⇌2SO42+Cl , 该反应的平衡常数K的表达式为

  3. (3) 利用反应6NO2+8NH3═7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示,写出电极A的电极方程式,当标况下有4.48L被处理时,通过电极B的电子数为

近年以来,我国多地频现种种极端天气,二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素.
  1. (1) 活性炭可用于处理大气污染物NO,在1L恒容密闭容器中加入0.100mol NO和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F.当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:


    ①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式

    ②上述反应的平衡常数表达式K=,根据上述信息判断,T1和T2的关系是

    A.T1>T2       B.T1<T2       C.无法比较

    ③在T1℃下反应达到平衡后,下列措施能改变NO的转化率的是

    a.增大c(NO)    b.增大压强    c.升高温度    d.移去部分F

  2. (2) 碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得H2 , 具体流程如图1所示:

    ①用离子方程式表示反应器中发生的反应:

    ②用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是

  3. (3) 开发新能源是解决大气污染的有效途径之一.直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注.DMFC工作原理如图2所示.

    通过a气体的电极是原电池的极(填“正”或“负”),b电极反应式为

                 
  1. (1) 在一定条件下:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),在两个均为2L的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2O)/n(CO)]充入H2O(g)和CO,CO的平衡转化率α(CO)与温度的关系如下图所示。

    ①R点平衡常数K=

    ②氢碳比X2.0(填“>”或“<”或“=”),判断的理由是

    ③下列能提高CO平衡转化率的措施有

    A.使用高效催化剂            

    B.通入He气体使体系的压强增大


    C.降低反应温度                

    D.投料比不变,增加反应物的浓度

  2. (2) 已知:反应I:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)   △H<0

    反应II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)    △H<0

    氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I和Ⅱ。为分析该催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2 , 反应关系如图,该催化剂在高温时选择反应(填“I”或“II”)。520℃时,4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=(只需列出数字计算式)。

  3. (3) 以连二硫酸根(S2O42-)为介质,使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:

    ①阴极区的电极反应式为

    ②NO吸收转化后的主要产物为NH4+ , 若通电时电路中转移了0.3mol e- , 则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为mL。

氯化亚铜是一种重要的化工产品,常用作有机合成催化剂,还可用于颜料,防腐等工业。查阅资料得知:CuCl是一种白色固体,微溶于水,不溶于酒精,能溶于浓盐酸,其熔融物导电性很差。
  1. (1) CuCl为(填“共价化合物”或“离子化合物”)。
  2. (2) 在CuCl2溶液中逐滴加入过量 KI溶液可能发生:

    a.2Cu2++4I-=2CuI↓(白色)+I2

    B.2Cu2++2Cl-+2I-=2CuCl↓(白色)+I2

    若a反应为主要反应,则Ksp(CuI)Ksp(CuCl)(填“>”、“<”或“=”=)

  3. (3) 实验室可用氯化铜溶液、铜粉、浓盐酸反应制备氯化亚铜,其反应原理和流程为:

    CuCl2+Cu+2HCl(浓) 2HCuCl2(无色) 2CuCl↓(白色)+2HCl

    ①上述反应流程中,加入氯化钠的目的是

    ②常温下,CuOH的Ksp为1.0×10-14 , 则Cu++H2O CuOH+H+的平衡常数为:

    ③为得到纯净的CuCl晶体,最好选用(填编号)试剂进行洗涤。

    a.蒸馏水      

    b.稀硫酸      

    c.氯化铜溶液     

    d.乙醇

    ④CuCl在潮湿的环境中易被氧化为Cu2(OH)3Cl,反应的化学方程式为。实验时,若用2mL0.5mol/L的CuCl2 溶液,最终可得到产品0.16g,则实验的产率为

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) 4C(s)+2D(g),反应一段时间后达到平衡,测得生成1.6molC,下列说法正确的是(    )
A . 该反应的化学平衡常数表达式是 B . 此时,B的平衡转化率是40% C . 增大该体系的压强,化学平衡常数增大 D . 增加B,B的平衡转化率增大
                 
  1. (1) 反应①Fe(s)+CO2(g)  FeO(s)+CO(g) △H1 , 平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)  FeO(s)+H2(g)  △H2 , 平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:

    反应 CO2(g) + H2(g)  CO(g) + H2O(g) △H,平衡常数K,则△H=(用△H1和△H2表示),K=(用K1和K2表示),且由上述计算可知,反应CO2(g) + H2(g)  CO(g) + H2O(g)是反应(填“吸热”或“放热”)。

  2. (2) 一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,发生反应Fe(s)+CO2(g)  FeO(s)+CO(g) △H >0,CO2的浓度与时间的关系如图所示:

    ①该条件下反应的平衡常数为

    ②下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是(填序号)。

    A.升高温度                    

    B.增大压强

    C.充入一定量的CO   

    D.再加入一定量铁粉

    ③一定温度下,在一个固定容积的密闭容器中发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是(填字母)。

    a.容器中压强不变              

    b.气体的密度不再改变    

    c.υ正(CO2)= υ逆(CO)

    d.c(CO2)= c(CO)   

    e.容器内气体总物质的量不变

铝及其合金可用作材料、铝热剂等,在环境修复等方面也有着巨大的应用潜力。
  1. (1) 铝的冶炼、提纯的方法很多。

    ①高温碳热歧化氯化法冶铝包含的反应之一为:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) 3CO(g)+3AlCl(g),其平衡常数表达式为K=

    ②碳热还原Al2O3冶铝的部分反应如下:

    Ⅰ.2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g)   △H1=akJ/mol

    Ⅱ. 4Al2O3(s)+Al4C3(s)=3Al4O4C(s)   △H2=bkJ/mol

    Ⅲ. Al4O4C(s)+Al4C3(s)=8Al(g)+4CO(g)    △H3=ckJ/mol

    反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(g)+3CO(g)的△H=kJ/mol

    ③用离子液体AICb-BMIC(阳离子为EMIM+、阴离子为AlCl4、Al2Cl7)作电解质,可实现电解精炼铝。粗铝与外电源的极(填“正”或“负")相连;工作时,阴极的电极反应式为

  2. (2) 真空条件及1173K时,可用铝热还原Li5AlO4制备金属锂(气态),写出该反应的化学方程式:
  3. (3) 用Al、Fe或Al-Fe合金还原脱除水体中的硝态氮(NO3--N),在45℃,起始c(KNO3-N)为50mg·L-1、维持溶液呈中性并通入Ar等条件下进行脱除实验。结果如图所示(c0为起始浓度、c为剩余浓度):

    ①纯Al在0~3h时,NO3-几乎没有被脱除,其原因是;写出3h后NO3-被还原为N2的离子方程式:

    ②Al-Fe合金1~2h比纯Al 3~4h的脱除速率快得多的可能原因是

以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。

汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。如,

反应I:2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)   △H1

反应II:4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)   △H2<0。

  1. (1) 针对反应I:

    ①已知:反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)  ΔH3=+180.0 kJ·mol-1 , 若CO的燃烧热为283.5 kJ·mol-1则反应I的△H1kJ·mol−1

    ②若在恒容的密闭容器中,充入2 mol CO和1 mol NO,发生反应I,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是

    A.CO和NO的物质的量之比不变     B.混合气体的密度保持不变

    C.混合气体的压强保持不变          D.v(N2)=2v(CO)

  2. (2) 在2L密闭容器中充入2 mol CO和1 mol NO2 , 发生上述反应II。

    ①若在某温度下,该反应达平衡时CO的转化率为50%,则该反应的平衡常数为

    ②图1为平衡时CO2的体积分数与温度、压强的关系。则温度:T1T2(填“<”或“>”);若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的点。

  3. (3) 某研究小组探究催化剂对CO、NO2转化的影响。将NO2和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO2含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO2的转化率),结果如图2所示。

    ①若高于450℃,图2中曲线中脱氮率随温度升高而降低的主要原因是

    ②a点(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明理由

             
  1. (1) I.在水溶液中橙红色的 与黄色的 有下列平衡关系: +H2O⇌2 +2H+。现将一定量的K2Cr2O7溶于水配成稀溶液,溶液呈橙色。

    向上述溶液中加入浓硫酸溶液,溶液呈色,因为

  2. (2) 向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀),则平衡向方向移动(正或逆),溶液颜色将(加深或变浅)。
  3. (3) II.在容积一定的密闭容器中, 置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应C(s)+2NO(g) ⇌CO2(B)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。请回答下列有关问题。

    图片_x0020_100023  

    该反应的△H

  4. (4) 若该反应在T1T2时的平衡常数分别为K1K2 , 则K1K2(填“<”、“>”或“=”),在T2时,若反应体系处于状态D,则此时vv(填“<”、“>”或“=”)。
  5. (5) 在T3时,可逆反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)在密闭容器中达平衡,只改变下列条件,一定既能加快反应速度,又能增大平衡时 的值是_______。
    A . 加入一定量C B . 减小容器容积 C . 升高温度 D . 加入一定量的CO2
  6. (6) 可逆反应C(s)+2NO(g)⇌CO2(g)+N2(g)的平衡常数的表达式
  7. (7) III.氮氧化物会破坏臭氧层,已知:①NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9 kJ/mol

    ②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2= -116.2 kJ/mol

    则反应:2O3(g)=3O2(g)△H=

下列对化学反应平衡常数(K)的叙述正确的是(   )
A . 仅升高温度,K可能增大,也可能减小 B . 仅加入催化剂,K可能增大 C . 仅增大压强,K可能减小 D . 仅减小浓度,K值可能减小
汽车尾气中含有CO、NO等有害气体,某新型催化剂能促使NO、CO转化为2种无毒气体。T℃时,将0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,模拟尾气转化,容器中NO物质的量随时间变化如图。

图片_x0020_100031

  1. (1) 将NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是
  2. (2) 反应开始至10 min,v(NO)=mol/(L•min),NO的转化率为,此温度下达到平衡常数为
  3. (3) 下列说法正确的是

    a.新型催化剂可以加快NO、CO的转化

    b该反应进行到10 min时达到化学平衡状态

    c.平衡时CO的浓度是0.4 mol/ L

硒是典型的半导体材料,在光照射下导电性可提高近千倍。下图是从某工厂的硒化银半导体废料(含Ag2Se、Cu单质)中提取硒、银的工艺流程图:

回答下列问题:

  1. (1) 为提高反应①的浸出速率,可采用的措施为(答出两条)。
  2. (2) 已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质,写出该反应的离子方程式
  3. (3) 反应②为Ag2SO4(s)+2Cl(aq)=2AgCl(s)+ ;常温下的Ag2SO4 AgCl饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图l所示。则Ag2SO4(s)+2Cl(aq)=2AgCl(s)+ 的化学平衡常数的数量级为

  4. (4) 写出反应④的化学方程式
  5. (5) 室温下,H2SeO3水溶液中H2SeO3 的摩尔分数随pH的变化如图2所示,则室温下H2SeO3Ka2=
  6. (6) 工业上粗银电解精炼时,电解液的pH为1.5~2,电流强度为5~10A,若电解液pH太小,电解精炼过程中在阴极除了银离子放电,还会发生(写电极反应式),若用10 A的电流电解60 min后,得到32.4 g Ag,则该电解池的电解效率为%,(保留小数点后一位。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96 500 C·mol-1)。
利用 可消除CO污染或定量测定CO,反应为:

完成下列填空:

  1. (1) 该反应的平衡常数表达式 。在2L恒容密闭容器中反应25min后,固体质量减少了6.4g,则0~25min 的平均反应速率为
  2. (2) 取一定量的 和CO于某密闭容器中,分别在80 和100 下进行实验,测得 如下:

    时间/min

    温度

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    80

    0.50

    0.37

    0.26

    0.18

    0.12

    0.12

    100

    0.50

    0.35

    0.24

    0.17

    x

    0.15

    上表中 ,理由是。根据上表数据可以得出的结论是

  3. (3) 如图所示,300 的百分含量随着压强的增大而减小,请解释其原因

  4. (4) 可用高浓度NaOH溶液吸收。

    ①若4.48L (标准状况)和0.35mol NaOH溶液完全反应,生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为

    ②继续通入二氧化碳至溶液中碳酸钠和碳酸氢钠(碳酸氢钠溶液呈碱性)的物质的量之比1∶1,则溶液中各离子浓度大小顺序为

    ③若使碳酸氢钠溶液中 的比值变小,可加入的物质是

    a.通入HCl      b.NaOH固体      c.通入      d. 固体

溶液中的离子平衡是以化学平衡理论为基础,以探讨离子反应原理的基础性理论。常温下,下列有关说法错误的是(   )
A . 10mL pH=3的醋酸溶液稀释至100 mL,稀释后溶液的pH<4。 B . HF溶液中滴加少量稀NaOH溶液, 的值不变 C . Na2C2O4溶液中存在的离子浓度关系c(OH -)=c( HC2O )+c(H2C2O4)+c(H+) D . 反应3Mg(OH)2(s)+ 2Fe3+=2Fe(OH)3 (s)+ 3Mg2+的平衡常数K=
常温下,将 溶液滴入 溶液的过程中,溶液中由水电离出的 与加入NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是(    )

A . ,a点的纵坐标为 B . b点和d点所示溶液的pH相等 C . 滴定过程中, 的比值逐渐增大 D . e点所示溶液中,
一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:

已知:气体分压(P)=气体总压(P)×体积分数。下列说法正确的是(   )

A . 925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0P B . 550℃时,若充入惰性气体,vv均减小,平衡不移动 C . T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动 D . 650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
氢气在实验室和工业上有着广泛的用途。请回答:
  1. (1) 氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔,已知部分反应如下:

    Ⅰ. 

    Ⅱ. 

    Ⅲ. 

    Ⅳ. 

    通过计算说明反应Ⅳ自发进行的条件

  2. (2) 利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯,是实现低碳转型的一条途径。在0.1MPa、120℃条件下,以的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生反应: , 平衡时水蒸气的物质的量百分数为50.0%。请回答:

    ①反应的平衡常数表达式为

    ②达到平衡时,的转化率为

  3. (3) 氢气可合成氨气,氨气与二氧化碳可以合成尿素,反应为:  , 分为两步:

    反应步骤

    反应方程式

     

     

    快速放热

     

    慢速吸热

    已知投料的组成为和水蒸气(有助于分离尿素),一定条件下,氨基甲酸铵()物质的量与时间的关系图(图甲,t1后物质的量不再改变),以及不同氨碳比()与水碳比()投料时平衡转化率图像(图乙,a、b代表水碳比):

    回答下列问题:

    ①已知反应又可以分成两步: , 请写出第一步的化学方程式。

    ②下列叙述正确的是

    A.反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ,

    B.增大氨碳比有利于提高尿素产率,原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应,促进平衡正移

    C.实际生产中若选择曲线a,则氨碳比应控制在4.0左右

    D.曲线a的水碳比大于曲线b,减小水碳比有利于尿素生成

    ③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ,请在图甲中画出保持其他条件不变,加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线

氮氧化物(NO、NO2)是空气污染物之一,多种物质可以将其消除。
  1. (1) CO催化还原氮氧化物。已知CO与NO反应生成1mol N2时放出746.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
  2. (2) NH3催化还原氮氧化物。反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。

    ①该反应的ΔS(填“>”或“<”)0。

    ②该反应的平衡常数表达式Kc=(用各组分的物质的量浓度表示)。

  3. (3) CH4催化还原氮氧化物。已知下列热化学方程式:

    I.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH=-574kJ·mol-1

    II.CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   ΔH=-1160kJ·mol-1

    III.H2O(l)=H2O(g)   ΔH=+44.0kJ·mol-1

    ①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=

    ②常温常压下,若将NO2还原为N2时消耗0.2molCH4 , 则反应过程中放出的热量为kJ,转移的电子数目为(NA表示阿伏加德罗常数的值)。

氢气是一种理想的二次能源,在石油化工、冶金工业、治疗疾病、航空航天等方面有着广泛的应用。以甲醇、甲酸为原料制取高纯度的H2是清洁能源的重要研究方向。回答下列问题:
  1. (1) 甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。

    主反应:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJ·mol-1

    副反应:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+40 kJ·mol-1

    ①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,反应的热化学方程式为,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是

    ②若上述副反应的活化能Ea1=w kJ·mol-1 , 则CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的活化能Ea2=kJ·mol-1

    ③某温度下,将n(H2O)∶n(CH3OH)=1∶1的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应),设恒容下甲醇的平衡时转化率为α1 , 恒压条件下甲醇的平衡时转化率为α2 , 则α1α2(填“>”、“<”或“=”)。

  2. (2) 工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2 , 其反应原理为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+203 kJ·mol-1 , 在容积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。

    压强为p1时,在N点:vv(填“>”、“<”或“=”),N点对应温度下该反应的逆反应的平衡常数K= L2·mol-2。比较:p1p2(填“>”、“<”或“=”)。

  3. (3) HCOOH催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。

    ①HCOOD催化释氢反应除生成HD外,还生成(填化学式)。

    ②研究发现:其他条件不变时,HCOOK替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是

及其化合物具有许多优良的性能,被应用于航空航天、超导、核能等领域,以赤泥(含有等)为原料提取的流程如下:

已知:①为磷酸酯萃取剂(密度小于水);②易水解。

请回答下列问题:

  1. (1) “酸浸”时,当温度高于钪的浸出率开始下降,其原因是;滤渣的主要成分(填化学式)。
  2. (2) 用盐酸“洗涤”的目的是
  3. (3) 是一种液态化合物,与水发生剧烈的非氧化还原反应,生成两种有刺激性气味的气体,化学反应方程式为:,“回流过滤”中的作用除了将转化成、作溶剂外,还有一个作用是
  4. (4) 在空气中灼烧草酸钪得到的化学反应方程式为
  5. (5) 已知。“沉钪”时,发生反应: , 此反应的平衡常数(用含a、b、c的代数式表示)。