速率平衡大题专项练习1.docx

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速率平衡大题专项练习1

速率平衡大题专项练习

（1）

1.（14分）氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。

请按要求回答下列相关问题：

（1）食品添加剂铵明矾NH4Al（SO4）2·12H2O高温可分解，下列关于其分解产物的预测不合理的是_____________。

A．NH3、N2、SO2、H2OB．NH3、SO3、H2O

C．NH3、SO2、H2OD．NH3、N2、SO3、SO2、H2O

（2）汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO，其能量变化示意图为

则该反应的热化学方程式为___________________________________________。

（3）工业合成氨的反应：

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）△H<0，分别在T1、T2温度下，改变起始氢气物质的量，测得平衡时氨的体积分数如右图所示：

①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中，反应物

N2的转化率最高的是________点。

②T2条件下，在2L的密闭容器中，充入xmolN2和

ymolH2时，3min达平衡，此时反应物的转化率均为a，

写出下列仅含a、x的表达式（不必化简）：

v（N2）=___________；该反应的平衡常数的值K=______________________。

③图像中T2________T1（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）。

④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）实现氨的电化学合成，这提高了氮气和氢气的转化率。

写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式：

_______________________________________。

（4）将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物，分别加入同浓度稀硝酸充分反应，（假设硝酸的还原产物只有NO）实验数据如下表：

编号

①

②

③

④

稀硝酸体积/mL

100mL

200mL

300mL

400mL

剩余金属/g

18.0g

9.6g

0

0

NO体积/L（标准状况下）

2.24L

4.48L

6.72L

V

下列有关分析推断正确的是____________。

A．硝酸起始浓度为4mol/LB．①中溶解了5.6gFe

C．③中n（Cu2+）=0.15molD．④中V=6.72L

2.（18分）化学反应原理在生产和科研中有着重要的应用，请利用相关知识回答下列问题。

（1）一定条件下在密闭容器中加入NH4I发生反应：

则反应a的平衡常数表达式为___________；达到平衡后，扩大容器体积，反应b的移动方向______________（填正向、逆向或不移动）

（2）氮元素的+4价氧化物有两种，它们之间发生反应：

，将一定量的NO2充入注射器中后封口，下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。

下列说法正确的是

A．b点的操作是压缩注射器

B．c点与a点相比，

增大，

减小

C．若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则b、c两点的平衡常数Kb>Kc

D．d点：

（正）>

（逆）

（3）利用反应

构成原电池，能消除氮氧化物的排放，减轻环境污染，装置如图所示。

①电极a为_______________极，其电极反应式为________________________。

②当有2.24LNO2（标准状况下）被处理时，转移电子为____________mol。

③为使电池持续放电，该离子交换膜需选用____________交换膜。

（4）使用硼氢化钠（NaBH4）为诱导剂，可使Co2+与肼（N2H4）在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。

①写出该反应的离子方程式_______________________。

②在纳米钴的催化作用下，肼（N2H4）可分解生成两种气体，其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示，为抑制肼的分解，可采取的合理措施有____________（任写一种）。

3.（13分）碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。

（1）消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5的排放。

已知如下信息：

．

．N2（g）+O2（g）

2NO（g）ΔH1

2CO（g）+O2（g）

2CO2（g）ΔH2=-565kJ·mol-1

①ΔH1=。

②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体，写出反应的热化学方程式

③一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。

温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是

图1图2

（2）测定汽车尾气常用的方法有两种。

①方法1：

电化学气敏传感器法。

其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为

②方法2：

氧化还原滴定法。

用H2O2溶液吸收尾气，将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。

写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式

（3）工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2，分别生成NaHSO3、NH4HSO3，其水溶液均呈酸性。

相同条件下，同浓度的两种酸式盐的水溶液中c（SO32-）较小的是，用文字和化学用语解释原因。

4.

（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气．其中生成NO的能量变化示意图如右图：

①该反应的热化学方程式为．

②根据右图所示，只改变条件R，当N2的转化率从a3到

a1时，平衡常数K．

A．可能增大B．一定不变C．可能不变

D．可能减小E．增大、减小、不变均有可能

（2）尿素（又称碳酰胺）是含氮量最高的氮肥，工业上利用

CO2和NH3在一定条件下合成尿素的反应分为：

第一步：

2NH3（g）＋CO2（g）H2NCOONH4（氨基甲酸铵）（l）

第二步：

H2NCOONH4（l）H2O（g）＋H2NCONH2（l）

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为500L的密闭容器中投入4mol氨

和1mol二氧化碳，验测得反应

中各组分的物质的量随时间的

变化如右图所示：

①合成尿素总反应的快慢由

第步反应决定．

②反应进行到10min时测得CO2的物质的量如上图所示，则用CO2表示的第一步反应的

速率v（CO2）＝mol/（L·min）．

③由氨基甲酸铵和CO2曲线变化可得出关于浓度变化和平衡状态的两条结论是：

a.；

b.．

4.

（1）氨气是一种重要的化工原料，合成氨的原料气之一H2可通过反应：

CH4（g）+H2O（g）

CO2（g）+3H2（g）△H＝+161．1KJ/mol获取。

已知温度、压强对甲烷平衡含量的影响如图1，请回答：

图1图2

①图-1中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线，其中表示1Mpa的是________。

②已知：

在700℃，1MPa时，1molCH4与1molH2O在1L的密闭容器中反应，6min达到平衡（如图2），该温度下反应的平衡常数为______________（结果保留小数点后一位数字）。

③从图2分析，由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_________（填“向正反应方向”或“向逆反应方向”），采取的措施可能是_____________________。

（2）工业上用NH3和CO2反应可合成尿素：

2NH3（g）+CO2（g）

CO（NH2）2（g）+H2O（g）△H1＝—536．1kJ/mol。

①其他条件不变，下列方法能同时提高化学反应速率和尿素产率的是。

A．通入氦气B．缩小体积

C．加入催化剂D．除去体系中的水蒸气

②尿素可用于处理汽车尾气。

CO（NH2）2（g）与尾气中NO反应生成CO2、N2、H2O（g）排出。

又知：

4NH3（g）+6NO（g）＝5N2（g）+6H2O（g）△H2＝-1806．4kJ/mol，写出CO（NH2）2（g）与NO反应的热化学方程式。

（3）美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法，其装置用铂作为电极、加入碱性电解质溶液，其电池反应为4NH3＋3O2＝2N2＋6H2O。

①写出该燃料电池的正极反应式。

②若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌（制白铁皮），某铁皮上现需要镀上9．75g锌，理论上至少需要消耗标准状况的氨气L。

5.甲醇可作为燃料电池的原料。

通过下列反应可以制备甲醇：

CO（g）+2H2 （g） 

CH3OH（g）△H ＝－90.8kJ·mol－1，在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2，CO的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态B时，容器的体积为4L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为     

 。

（2）如反应开始时仍充入10molCO和20molH2，则在平衡状态A时，容器的体积V（A）=     L。

（3）关于反应CO（g）+2H2（g）

CH3OH（g）建立化学平衡状态时的标志是   （填字母）。

A．CO的含量保持不变      B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等

C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

（4）已知CO2（g）+H2（g）

CO（g）+H2O（g）△H=+41.3kJ·mol－1 ，试写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式      。

（5）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：

通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。

实验室用下图装置模拟上述过程：

①写出阳极的电极反应式__________________。

②写出除去甲醇的离子方程式__________________。

6.氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生产、生活中具有重要作用。

⑴利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染，相关热化学方程式如下：

H2O（l）＝H2O（g）△H1＝44.0kJ·mol－1

N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）△H2＝229.3kJ·mol－1

4NH3（g）＋5O2（g）＝4NO（g）＋6H2O（g）△H3＝－906.5kJ·mol－1

4NH3（g）＋6NO（g）＝5N2（g）＋6H2O（l）△H4

则△H4＝▲kJ·mol－1。

⑵使用NaBH4为诱导剂，可使Co2＋与肼在碱性条件下发生反应，制得高纯度纳米钴，该过程不产生有毒气体。

①写出该反应的离子方程式：

▲。

②在纳米钴的催化作用下，肼可分解生成两种气体，其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

若反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如下图1所示，则N2H4发生分解反应的化学方程式为：

▲；为抑制肼的分解，可采取的合理措施有▲（任写一种）。

图1图2

⑶在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如上图2所示。

①氮化硅的化学式为▲。

②a电极为电解池的▲（填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：

▲；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是▲。

7.（15分）（Ⅰ）在一定条件下，发生反应：

aA（g）＋bB（g）cC（g）　ΔH＝QkJ/mol，其化学平衡常数K和温度的关系如下表所示：

T/℃

400

500

800

1000

K

2.6

1.6

1.0

0.40

依据图表判断该反应ΔH________0（填“>”或“<”）；若其他条件保持一定，降低温度，该反应物A的转化率________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），化学反应速率将________。

（Ⅱ）在恒定温度T℃，2L恒容密闭容器中发生反应aA（g）＋bB（g）cC（g），容器中A、B、C物质的量变化如图所示，回答下列问题：

（1）该化学方程式中a∶b∶c为________，T℃时该反应的化学平衡常数K的值为________。

（保留2位小数）

（2）0～15min内，B的平均反应速率为________，反应达平衡时，A的转化率为______。

（3）据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是____________________（用文字表达），

反应重新达平衡时，A的体积分数将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（4）10min到15min的曲线变化的原因可能是_________________________________。

8.已知：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表：

温度/℃

400

500

850

平衡常数

9.94

9

1

请回答下列问题：

（1）上述反应的化学平衡常数表达式为：

________。

该反应的Q________0（填“>”或“<”）。

（2）850℃时在体积为10L反应器中，通入一定量的CO和H2O（g），发生上述反应，CO和H2O（g）浓度变化如图所示，则0～4min时平均反应速率v（CO）＝________。

（3）若在500℃时进行，且CO、H2O（g）的起始浓度均为0.020mol/L，该条件下，CO的最大转化率为________。

（4）若在850℃时进行，设起始时CO和H2O（g）共为1mol，其中水蒸气的体积分数为x，平衡时CO的转化率为y，试推导y随x变化的函数关系式为____________________________

________________________________________________________________________。

（5）某电化学装置可实现2CO2===2CO＋O2的转化，使CO重复使用。

已知该反应的阳极反应为4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，则阴极反应式为______________________________

________________________________________________________________________。

1．（14分）

（1）C（2分）

（2）N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183.8kJ/mol（2分）

（3）①q（1分）

②ax/6mol·L－1·min－1（2分）16（ax）2/[（x-ax）（3x-3ax）3]（2分）

③低于（1分）

④N2+6H++6e-=2NH3（2分）

（4）AC（2分）

2.

3.．（13分，未标分数的空每空2分，合理即给分）

（1）

+183kJ·mol-1

②2CO（g）＋2NO（g）

2CO2（g）＋N2（g）ΔH=－748kJ·mol-1

温度升高到710K时，单位时间内反应达平衡，该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，转化率降低

（2）①CO－2e－＋H2O

CO2＋2H+

②2NO＋3H2O2

2NO3－＋2H2O＋2H+

（3）NH4HSO3（1分）

HSO3－

H+＋SO32－，NH4+水解使c（H+）增大，电离平衡逆向移动，c（SO32－）浓度减小。

4.

（1）（5分）①N2（g）＋O2（g）====2NO（g）△H=+183mol·L－1（3分）[化学式1分、条件1分、焓变1分]②A、C（2分）[选1个且正确给1分，错1个0分]

（2）（11分）①二（或2；2分）②1.5×10-4（3分）③（6分）氨基甲酸铵浓度先增大（1分），15分钟后减小（1分）；15min时（1分），第一步反应达到平衡状态（1分），55min时（1分），第二步反应（或总反应）达到平衡状态（1分）

5.

（1）K=C（CH3OH）/C2（H2）•C（CO）  

（2）20（3）AD 

（4）CO2（g）＋3H2（g） 

CH3OH（g）+H2O（g） △H=－49.5kJ·mol－1

（5）①Co2+-e-=Co3+

②6Co3+＋CH3OH＋H2O=6Co2+＋CO2↑＋6H＋

6.．⑴－2317.0

⑵①2Co2＋＋N2H4＋4OH－＝2Co↓＋N2↑＋4H2O

②3N2H4

N2＋4NH3降低反应温度、增加压强等

⑶①Si3N4

②阳NH4＋＋3F―－6e－＝NF3＋4H＋F2

（除⑶①第一空1分外，其余每空2分，共15分）

7.解析：

（Ⅰ）由题给图表数据可知，随温度升高，化学平衡常数K减小，所以正反应为放热反应，即ΔH<0。

降低温度，平衡正向移动，A的转化率增大，降低温度，化学反应速率减小。

（Ⅱ）

（1）由变化量之比等于化学计量数之比可知，a∶b∶c＝2∶1∶2。

化学平衡常数K＝

＝

＝0.31。

（2）v（B）＝

＝0.0033mol/（L·min），A的转化率为

×100%＝20%。

（3）反应进行到20min时，B的物质的量突然增大，A和C的物质的量瞬时不变，所以是增大了B的量。

增大B的量，平衡正向移动，不断消耗A，A的体积分数将减小。

（4）10～15min，各物质的变化量比0～10min大，所以可能是使用了催化剂。

答案：

（Ⅰ）<　增大　减小

（Ⅱ）

（1）2∶1∶2　0.31　

（2）0.0033mol/（L·min）　20%

（3）增大了B的量（合理答案即可）　减小

（4）使用了催化剂

8.答案：

（1）K＝

　<

（2）0.03mol/（L·min）

（3）75%

（4）y＝x

（5）2CO2＋4e－＋2H2O===2CO＋4OH－

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