第20讲：化学平衡的应用

试卷更新日期：2018-11-22 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量．下列各图所示的措施中，是为了加快化学反应速率的是（　　）

A、铁门表面喷漆 B、橡胶里加炭黑 C、扇子扇煤炉火 D、木头电线杆

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2. 在一恒容密闭烧瓶中，25℃时存在平衡：2NO₂(g) $\overset{}{⇌}$ N₂O₄(g) △H＜0。将烧瓶置于100℃的水中，则下列物理量中不会改变的是（）

A、颜色 B、密度 C、N₂O₄的浓度 D、压强

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3. 硝酸生产中，500℃时，NH₃和O₂可能发生如下反应：
①4NH₃（g）+5O₂（g）⇌4NO（g）+6H₂O（g）+9072kJ/K=1.1×10²⁶
②4NH₃（g）+4O₂（g）⇌2N₂O（g）+6H₂O（g）+1105kJ/K=4.4×10²⁸
③4NH₃（g）+3O₂（g）⇌2N₂（g）+6H₂O（g）+1269kJ/K=7.1×10³⁴
其中，②、③是副反应．若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是（　　）

A、减小压强 B、降低温度 C、增大O₂浓度 D、使用合适的催化剂

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4. 下列有关工业生产过程的叙述正确的是（　　）

A、合成氨工业中及时将NH₃液化分离，可加快反应速率，并提高N₂、H₂的转化率 B、向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变 C、氯碱工业中采用阴离子交换膜法，可防止阴极产生的Cl₂和阳极产生的碱反应 D、目前淡化海水的方法有多种，其中蒸馏法历时最久，成本最高

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5. 在一密闭容器中，反应aA（g）+bB（g）⇌cB（g）+dD（s）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，A的浓度变为原来的60%，则（）

A、D的浓度减小了 B、A的转化率减小了 C、物质B的质量分数增加了 D、a+b＞c+d

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6. 已知一定温度下，2X（g）+Y（g）⇌mZ（g）△H=﹣a kJ/mol（a＞0），现有甲、乙两容积相等且固定不变的密闭容器，在保持该温度下，向密闭容器甲中通入2mol X和1mol Y，达到平衡状态时，放出热量b kJ，向密闭容器乙中通入1mol X和0.5mol Y，达到平衡时，放出热量c kJ，且b＞2c，则a、b、m的值或关系正确的是（）

A、m=4 B、a=b C、a＜ $\frac{b}{2}$ D、m＜3

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7. 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

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8. NO₂存在下列平衡：2NO₂（g）⇌N₂O₄（g）+Q（Q＞0）在测定NO₂的相对分子质量时，下列条件下测定结果最接近理论值的是（　　）

A、温度130℃、压强3.03×10⁵Pa B、温度25℃、压强1.01×10⁵Pa C、温度130℃、压强5.05×10⁴Pa D、温度0℃、压强5.05×10⁴Pa

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9. T℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应： A(g)+B(g) $\overset{}{⇌}$ C(s) △H<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是（）

A、T℃时，该反应的平衡常数 $K = \frac{c (B)}{c (A)}$ B、c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行 C、若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T℃ D、T℃时，直线cd上的点均为平衡状态

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10.
德国哈伯发明以低成本制造大量氨的方法，流程图中为提高原料转化率而采取措施是（　　）

A、①②③ B、②④⑤ C、①③⑤ D、②③④

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11. 在一定容积的密闭容器中进行反应：N₂(g)+3H₂(g) $⇌_{高温高压}^{催化剂}$ 2NH₃(g)。已知反应过程中某一时刻N₂ ， H₂ ， NH₃的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L，0.2mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是（）

A、N₂为0.2mol/L，H₂为0.6mol/L B、N₂为0.15mol/L C、N₂ ， H₂均为0.18mol/L D、NH₃为0.4mol/L

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12. 在容积不变的密闭容器中进行反应X（g）+Y（g）⇌2Z（g）+W（s），已知反应中X、Y的起始浓度分别为0.1mol•L^-1、0.2mol•L^-1 ，在一定条件下，当反应达到化学平衡时，各物质的浓度可能是（　　）

A、X为0.05mol•L^-1 B、Y为0.1mol•L^-1 C、Z为0.2mol•L^-1 D、W为0.1mol•L^-1

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13. 下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是（　　）
①已达平衡的反应C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g），当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动
②已达平衡的反应N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），当增大N₂的浓度时，平衡向正反应方向移动，N₂的转化率一定升高
③有气体参加的反应平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动
④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动．

A、①④ B、①②③ C、②③④ D、①②③④

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14. 工业上合成氨时一般采用700K左右的温度，其原因是（　　）
①提高合成氨的速率 ②提高氢气的转化率③提高氨的产率 ④催化剂在700K时活性最大．

A、只有① B、①② C、②③④ D、①④

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15. 反应N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)ΔH＜0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是（）

A、容器内的温度不再变化 B、容器内的压强不再变化 C、相同时间内，断开H－H键的数目和生成N－H键的数目相等 D、容器内气体的浓度c(N₂)∶c(H₂)∶c(NH₃)＝1∶3∶2

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二、填空题

16.
在容积固定且为2L的密闭容器中进行反应：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=﹣92.4kJ/mol，恒温条件下，体系中某两种物质的物质的量随时间关系图，回答下列问题：

（1）图象中a、b、c、d四点，其中处于平衡状态的点有
（2）用H₂表示15分钟内的反应速率为v（H₂）= ．达到平衡状态时，下列说法不正确的是
A.2v（N₂）_正=v（NH₃）_逆
B．容器的总压强不再随时间而变化
C．N₂、NH₃的分子数之比保持1：2不变
D．混合气体的摩尔质量保持不变
E．充入少量He时平衡体系中H₂的体积百分含量将会减小
（3）25min时采用的措施是；若从a点时刻改变某一条件，以实现达到d点时的状态，此时K_bK_d（填“＜”、“＞”或“=”）．
（4）以N₂、H₂为电极反应物，以1L浓度均为0.05mol•L^﹣1的HCl﹣NH₄Cl混合液为电解质溶液的燃料电池，请写出电池工作时的正极反应式：．已知NH₃•H₂O在常温下的电离平衡常数为K，N₂﹣H₂燃料电池工作一段时间后溶液的pH=7，求电路中通过的电子的物质的量为（用含K的代数式表示，假设NH₃与H₂O完全转化为NH₃•H₂O且忽略溶液体积的变化）．

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17. 已知一定条件下合成氨反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－¹ ，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。
t₁； t₂； t₃； t₄。

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18.
在某一容积为2L的密闭容器中，X，Y，Z三种气体的物质的量n（mol）随时间t（min）的变化曲线如图所示．

①该反应的化学方程式为
②0～6min内用X的浓度变化表示的平均反应速度为
③第4min时，曲线发生改变的条件可能是

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19. 在一个固定体积的密闭容器内，保持一定的温度发生以下反应：H₂+Br₂⇌2HBr．已知加入1molH₂和2molBr₂ 时，达到平衡状态生成a　molHBr．在相同条件下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同，则填写下列空白：
编号
起始状态（mol）
平衡时HBr
物质的量（mol）
H₂
Br₂
HBr
已知
1
2
0
a
①
2
4
0
②
1
0.5a
③
m
n（n≥2m）

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三、综合题

20. “绿水青山就是金山银山”，研究NO₂、NO、CO、SO₂等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。

(1)、已知： ①NO₂+CO $\overset{}{⇌}$ CO₂+NO该反应的平衡常数为K₁(下同)，每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为
NO₂
CO
CO₂
NO
812kJ
1076kJ
1490kJ
632kJ
②N₂(g)+O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2NO(g) △H=+179.5kJ/mol K₂
③2NO(g)+O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2NO₂(g) △H=-112.3kJ/mol K₃
写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式，该热化学方程式的平衡常数K=(用K₁、K₂、K₃表示)。

(2)、在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1molCO₂与足量的碳，让其发生反应： C(s)+ CO₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2CO(g) △H>0。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时，在容器中若充入稀有气体，v₍_正)v₍_逆)(填“>”“<”或“=")，平衡移动(填“正向”“逆向”或“不”。下同)；若充入等体积的CO₂和CO，平衡移动。
②CO体积分数为40%时，CO₂的转化率为。
③已知：气体分压(p_分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡Kp常数的表达式为；925℃时，Kp=(用含p_总的代数式表示)。

(3)、直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。可用NaOH吸收，所得含硫各微粒(H₂SO₃、HSO₃^-和SO₃^2-)存在于反应后的溶液中，它们的物质的量分数X(i)与溶液pH的关系如图所示。
①若是0.1mol/LNaOH 反应后的溶液，测得溶液的pH=8时，溶液中各离子浓度由大到小的顺序是。
②向pH=5的NaHSO₃溶液中滴加一定浓度的CaCl₂ 溶液，溶液中出现浑浊，pH降为2，用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因。

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21. 氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一．德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法，其合成原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol^-1 ，他因此获得了1918年诺贝尔化学奖．在密闭容器中，将2 mol N₂和6 mol H₂混合发生下列反应：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH=-92.4 kJ·mol^-1。

(1)、当反应达到平衡时，N₂和H₂的浓度比是；N₂和H₂的转化率比是．反应放出的热量（填“大于”“小于”或“等于”）184.8 kJ。

(2)、降低平衡体系的温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量，密度．平衡常数K(填“增大”“减小”或“不变”)．

(3)、当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将(填“正向”“逆向”或“不”)移动．

(4)、若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将(填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)．达到新平衡后，容器内温度(填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

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编号	起始状态（mol）			平衡时HBr 物质的量（mol）
编号	H₂	Br₂	HBr	平衡时HBr 物质的量（mol）
已知	1	2	0	a
①	2	4	0
②			1	0.5a
③	m	n（n≥2m）

NO₂	CO	CO₂	NO
812kJ	1076kJ	1490kJ	632kJ