化学平衡专题练习.docx
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化学平衡专题练习
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（1）
1、已知合成氨反应N2（g）＋3H2
NH3（g）ΔH<0，当反应器中按n（N2）∶n（H2）＝1∶3投料后，在不同温度下，反应达到平衡时，得到混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线a、b、c如下图所示。
下列说法正确的是（）
A．曲线a对应的反应温度最高
B．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K（M）＝K（Q）＜K（N）
C．相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为c>b>a
D．N点时c（NH3）＝0.2mol/L，则N点的c（N2）：
c（NH3）＝1:
1
2、（15分）氮、碳都是重要的
非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用。
⑴请写出工业上由NH3制取NO的化学方程式。
⑵一定条件下，铁可以和CO2发生反应：
Fe（s）+CO2（g）
FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。
①该反应的逆反应是（填“吸热”或“放热”）反应。
②T℃、Ppa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。
A、混合气体的平均相对分子质量不再变化；
B、容器内压强不再变化；
C、v正（CO2）=v逆（FeO）
③T1温度下，向体积为VL的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，反应过程中CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示。
则CO2的平衡转化率为 ，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为。
⑶在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中（甲为恒容容器、乙为恒压容器），均进
行反应：
N2+3H2
2NH3，有关数据及平衡状态特定见下表。
容器
起始投入
达平衡时
甲
2molN2
3molH2
0molNH3
1.5molNH3
同种物质的体积分数相同
乙
amolN2
bmolH2
0molNH3
1.2molNH3
起始时乙容器中的压强是甲容器的倍。
⑷一定条件下，2.24L（折算为标准状况）N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。
生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的
倍。
请写出该反应的热化学方程式。
3、（15分）科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
如用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：
6H2（g）＋2CO2（g）
CH2＝CH2（g）＋4H2O（g）△H=akJ/mol
（1）已知：
①H2和CH2＝CH2的燃烧热分别为285.8kJ/mol和1411kJ/mol
②H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ/mol
则a＝kJ/mol。
（2）不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是
（填序号）。
①M点的速率最大
②温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大
③M点时平衡常数比N点时平衡常数大
④为提高CO2的转化率应在尽可能低的温度下进行
反应
（3）若在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和
CO2，则图中M点时，产物CH2＝CH2的体积分数为；若要进一步提高乙烯的体积分数，可采取的措施有。
（4）科学家开发了一种新型陶瓷（主要成分为Li4SiO4），在500℃时可高效吸收CO2，同时生成Li2CO3；该材料在700℃时可再生循环。
请写出表示该过程的化学方程式______________。
（5）利用高温电解技术可将CO2转化为高热值的燃料CO:
①电极a发生（填“氧化”或“还原”）反应。
②高温电解的总反应的化学方程式为_____________。
4、（14分）淮南是我国重要的煤炭生产基地，通过煤的气化和液化，能使煤炭得以更广泛的应用。
I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表。
t/min
0
1
2
3
4
n（H2O）/mol
1.20
1.04
0.90
0.70
0.70
n（CO）/mol
0.80
0.64
0.50
0.30
0.30
则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为；该温度下反应的平衡常数K=（小数点后保留1位有效数字）。
（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3molH2O（g）、2molCO2（g）、2mo1H2（g），此时v正v逆（填“>”“<”或“=”）。
II．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ·mol-1、286kJ·mol-1、726kJ·mol-1。
（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为。
（4）依据化学反应原理，分析升高温度对制备甲醇反应的影响。
III．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如右图所示：
一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—。
（5）以己烷（C6H14）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式。
（6）已知一个电子的电量是1.602×10—19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×104C的电量时，生成标况下氢气的体积为L。
5、N2、NO、NO2、等是中学课本中重要的物质，有着重要的用途：
（1）已知N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ/mol
2H2（g）＋O2（g）
2H2O
（1）ΔH＝－571.6kJ/mol
写出常温、常压下，N2在催化剂条件下与水反应的热化学反应方程式。
（2）汽车排气管上安装催化转化器，发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）△H<0，若在一定温度下，将1.4molNO、1.2molCO充入2L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示。
①能说明该反应已达到平衡状态的是________________（填字母）；
a．2v正（NO）=v逆（N2）b．c（CO2）=c（CO）
c．气体总压不变d．混合气体的相对分子质量
②该反应的化学平衡常数K=；
③从反应开始到5min，生成了N20.05mol，则5min内v（CO2）=______________，若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡将______ 移动（填“向左”、“向右”或“不”）；
④20min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是____（填序号）。
a.缩小容器体积 b.增加NO的浓度
c.升高温度 d.加入催化剂
（3）利用NO2可制备N2O5，原理如图2所示。
N2O5在电解池的 （填“阴”或“阳”）极区生成，其电极反应式为 。
6、.（14分）锰的化合物是优良的催化剂，可用于干电池原料生产等。
（1）锌锰干电池的反应为2MnO2+Zn+2NH4Cl=2MnO（OH）+Zn（NH3）2Cl2，MnO（OH）中锰元素的化合价为。
（2）向废电池还原后的废液（含有Mn2+、Fe2+、Zn2+_等）中逐滴滴加Na2S溶液，最先生成的沉淀为（填化学式）。
[已知Ksp（MnS）=1.4×10-15，Ksp（ZnS）=2.9×10-25，Ksp（FeS）=6．0×10-18]
（3）Mn2+催化H202分解：
2H2O2（l）=2H2O（l）+O2（g）△H1，其反应机理如下：
①已知反应Ⅱ为MnO2（s）+H2O2
（1）+2H+（aq）=Mn2+（aq）+O2（g）+2H2O
（1）△H2。
写出反应
I的热化学方程式（焓变用△H1和△H2表示）：
。
②某温度时，向10mL0.4mol．L-1H2O2液中滴入1滴MnSO4发生分解：
2H2O2=2H2O+O2，测得不同时刻生成O2的体积（已折算为标准状况下的体积）如下表：
0～2min时反应速率比2～4min时的快，其原因是
0～6min的平均反应速率v（H2O2）=（忽略溶液体积的变化）。
（4）锰基催化剂是合成甲醇、二甲醚的催化剂。
已知：
①反应I的正反应是（填“放热”或“吸热”）反应。
②反应Ⅱ的平衡常数表达式为。
7、（14分）化学反应与能量以及化学平衡原理是中学化学学习的重要内容。
请回答下列问
题：
Ⅰ．
（1）己知：
CH4、H2的燃烧热（△H）分
别为－890．3kJ／mol、－285．8kJ／mol，
则CO2和H2反应生成CH4和H2O（l）的热
化学方程式是。
（2）设想以N2和H2为反应物，以溶有A的
稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电
能，又能固氮的新型燃料电池，装置如右图
所示。
电池正极的电极反应式是，A是______________。
Ⅱ．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气制备甲醇，反应方程式为CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）
（1）下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是_______（填序号）。
A．一定条件下，单位时间内消耗1molCO，同时生成1molCH3OH
B．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
（2）右下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变△H_______0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是
_________。
A．升高温度
B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．使用合适的催化剂
D．充入He，使体系总压强增大
答案
2、（15分）答案：
⑴4NH3+5O2
4NO+6H2O（2分）⑵①放热（2分）②A（2分）③
（2分），
（2分）
⑶0.8（2分）
⑷4N2O（g）+2CO（g）==4N2（g）+2CO2（g）+O2（g）△H=－60bkJ·mol－1（3分）
3、
4、
（1）0.075mol••L-1•min-1（2分）1.2（2分）
（2）<（2分）
（3）CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（l）△H=—129kJ·mol-1（2分）
（4）升高温度使反应速率加快，平衡左移，CH3OH产率减小（2分）
（5）C6H14－38e－+19O2—＝6CO2+7H2O（2分）；（6）2.24（2分）
5、
（1）2N2（g）＋6H2O
（1）
4NH3（g）＋3O2（g） ΔH＝+1530.0kJ/mol
（2）①cd②0.1③0.01mol·L-1·min-1向左④c
（3）阳（1分）NO2–e-+HNO3=N2O5+H+
6、
7、（14分，每空2分）
Ⅰ．
（1）CO2（g）+4H2（g）＝CH4（g）+2H2O（l）ΔH＝－252.9kJ/mol
（2）N2+8H++6e－＝2NH4+氯化铵（或NH4Cl）
Ⅱ．
（1）A
（2）①＜ ②＜③B
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