深圳市某中學(xué)人教版高中化學(xué)選修1-第2章簡答題專項經(jīng)典測試題(課后培優(yōu))

一、解答題

1.(1)由金紅石(TiCy制取單質(zhì)Ti,涉及到的部分步驟為:TiC^fTiC^fTi

已知:①C(s)+C>2(g)=CO2(g)4H]

②2CO(g)+O2(g)=2CC>2(g)Z\H2

③TiO2(s)+2C12(g)=TiCL(s)+O2(g)4H3

則反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)WAH=。

(2)25℃、1.01X105Pa時，2N,0式g)==4NO,(g)+O,(g)△H=+56.7kJ/mol,該反應(yīng)在

(填“高溫”或“低溫”)條件下能自發(fā)進行。

(3)①一定溫度下，將N2H4與NO?以體積比1:1置于10L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2N2H4(g)+

2NO2(g)3N2(g)+4H2O(l)AH<0,下列不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______。(填序

號)

a.混合氣體密度保持不變b.混合氣體顏色保持不變

c.N,H<與NO?體積比保持不變d.體系壓強保持不變

②在10L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)部分物質(zhì)的量變化如下表：

物質(zhì)的量/mol

n(N2Hpn(NO)n(N)

時間22

起始0.81.60

第2min0.6a0.3

第5min0.41.20.6

第6min0.41.20.6

第lOmin0.61.40.3

前2min內(nèi)NO2的平均反應(yīng)攵蟀為____________________O

平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率；

該溫度下應(yīng)的平衡常數(shù)K=。

反應(yīng)在第6min時改變了條件，改變的條件可能是。(填序號)

a.使用催化劑b.升高溫度c.減小壓強d.增加NO2的量

答案：△總+2/\乩-/\氏高溫c0.01mol?L-i?mini25%9.375L/molbe

【詳解】

由①C(s)+C>2(g)=CO2(g)4H1；②2co(g)+O2(g)=2CC>2(g)4H2；

③TiO2(s)+2C12(g)=TiC14(s)+C)2(g)Z\H3可知,①2-②+③得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=

TiCl4(s)+2CO(g),!?IJAH=AH3+2AHrAH2，故答案:AH3+2AHj-AH2；

(2)由25℃、1.01X105Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)AH=+56.7kJ/mol,AG=AH-

TaS,因為△”=+56.7kJ/mol>0,△$〉(),當(dāng)△GcO時，反應(yīng)能自發(fā)進行，所以高溫條件下

能自發(fā)進行，故答案：高溫；

⑶①一定溫度下，將N2H4與NO2以體積比1:1置于10L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2N2H4(g)+

2NO2(g)=3N,(g)+4H2O(l)AH<0：

m

a.混合氣體密度=一，氣體的體積不變，因為水是液態(tài)，所以氣體的質(zhì)量會變，所以如果

P

a保持不變，說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故a不符合題意；

b.因為NO2為紅棕色氣體，所以當(dāng)混合氣體顏色保持不變時，說明NC>2濃度不在改變，

說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b不符合題意；

c.N2H4與NC>2都是反應(yīng)物，且化學(xué)反應(yīng)計量數(shù)相等，所以體積比保持不變不能說明反應(yīng)

達到平衡狀態(tài)，故c符合題意；

d.由2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2()(l)可知，化學(xué)反應(yīng)前后計量數(shù)不等，所以體系壓強

保持不變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故d不符合題意；

故答案：C;

②由2N2H4(g)+2NO2(g)=3凡仁)+4凡0(1)和表格數(shù)據(jù)可知，2min內(nèi)N2H4的平均反應(yīng)速率

(0.8-0.6)/?7O/

等于NO,的平均反應(yīng)速率=--------------=0.01mol?L-i?mini,故答案：0.01mol?L

10Lx2min

i?mini；

由2N2H4(gH2NO2(g)=3??+4%0(1)和表格數(shù)據(jù)可知,平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率

OAmol[a

=~~~-X100%=25%,故答案：25%；

l.omol

由2N2H抱)+2NO2(g)=3毛值)+4氏0⑴和表格數(shù)據(jù)可知，第5min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，

OAmol12moi06noi

c(N2H4)=———=0.04mol/L,c(NO2)==0.12mol/L,c(N2)=———=0.06mol/L,該

1UL1,UL1\JLt

溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)?=9.375L/mol；

0.122x0.042

由2N,H4(g)+2NO2(g)=3凡4)+4凡0(1)可知，反應(yīng)在第6min時N2H4和NO?物質(zhì)的量增

大，心的物質(zhì)的量減小，所以平衡逆向移動，減小壓強，或升高溫度都能使平衡逆向移

動，故be符合題意，故答案：be。

2.燃煤煙氣中含有大量SO2和NO,某科研小組研究SO?和NO的吸收方法?；卮鹣铝袉?/p>

題：

(1)在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入1molNO和1molO3發(fā)生反應(yīng)

NO(g)+O,(g)uNO,(g)+O,(g),2min時達到平衡狀態(tài)，測得容器中NO,的物質(zhì)

的量是0.8molo

①則2min內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率為u(NO)=_mol-L-imin-i,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率

a「—；若其它條件保持不變，在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為則

a,a](填或“=”)。

②寫出此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：：若保持溫度不變，向2min后的平衡體系中再

加入0.2molNO,和0.2molNO,此時平衡將。

a.正反應(yīng)方向移動b.逆反應(yīng)方向移動c.不移動

③該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示，反應(yīng)在t§、時刻均達到平衡狀態(tài)。

t2、t6時刻都只改變了某一個條件，則t2時刻改變的條件可能是，t$時刻改變的條件

可能是，時刻改變條件后V.,,一九/填或“=")。

⑵處理煙氣中so2也可采用堿液吸收法。

已知25℃時，K(NHHO)=1.8x10-5；K(CaSO)=7.1x10-5,

32sp4

第1步：用過量的濃氨水吸收SO2,并在空氣中氧化生成硫酸鏤；

第2步：加入石灰水，發(fā)生反應(yīng)

Ca2++2OH-+2NH++SO2-—CaSO1+2NH?HO。

44432

①25c時，0.1mol/L(NH)SO,溶液呈(填“酸性”“堿性”或“中性”)，其原因是

424

一(用離子方程式表示)。

②計算第2步反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(列出計算式即可)。

c(NO)?c(O)

答案：280%=c(N6)?c(01a增大生成物的濃度(或升高溫度)使用催化劑(或

1

增大壓強)>酸性NH++HOUNH?HO+H+..

4232(l.O：1U-5J2!/.1/1U-5

【詳解】

⑴①根據(jù)方程式可知：每反應(yīng)產(chǎn)生1molNO?，就會同時消耗1molNO和1molO3,反應(yīng)

進行到2min時達到平衡狀態(tài)，測得容器中NO2的物質(zhì)的量是0.8mol,則反應(yīng)消耗0.8mol

0.8mol

NO,用NO濃度變化表示反應(yīng)速率為v(NO)=2L=0.2mol/(L-min),平衡時NO的轉(zhuǎn)化

2min

0.8mol

率―-xl00%=80%該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，所以從反應(yīng)開始至

1Imol:

平衡狀態(tài)，體系的壓強始終不變，則若其它條件保持不變，在恒壓條件下進行，平衡時

NO的轉(zhuǎn)化率為a2,則a??"

②化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時各種生成物濃度累之積與各種反應(yīng)物濃度

c(NO)?c(O)

暴之積的比，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=；

3

對于該反應(yīng)，開始時向2L恒容密閉容器中加入1molNO和1mol。3,達到平衡時各種氣

體的物質(zhì)的量分別是n(NO)=n(O3)=lmol-0.8mol=0.2mol,n(NOo)=n(O,)=0.8mol,物質(zhì)的

平衡濃度c(NO)=c(C)3)=0.1mol/L；c(NO2)=c(O,)=0.4mol/L,該條件的化學(xué)平衡常數(shù)

04904

K=0]?0；=16。若保持溫度不變，向2min后的平衡體系中再加入0.2molNO2和02

molNO,此時容器內(nèi)各種氣體的濃度分別是c(NO)=0.2mol/L；c(O3)=0.1mol/L；

0.5x0.4,八

c(NO,)=0.5mol/L；c(O,)=0.4mol/L,此時的濃度商。=二、八，=10<16,說明反應(yīng)未達

/2c0.2x0.1

到平衡狀態(tài)，此時化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，故合理選項是a；

③t2時刻逆反應(yīng)速率突然增大，然后逐漸減小，說明反應(yīng)逆向移動。改變的條件可能是增

大生成物的濃度；由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，在其它條件不變時，升高溫度，正、

逆反應(yīng)速率都增大；升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動，使逆反應(yīng)速率減小，

最終達到平衡時速率比原平衡時大；故改變的條件可能是增大生成物濃度或升高溫度；

在t6時刻改變外界條件，?突然增大，但增大后一直不變，說明反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，改變

的外界條件可能是增大壓強或使用催化劑；

時刻V突然減小，然后逐漸增大至t5時速率不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)正向進行，

說明改變的外界條件是減小生成物的濃度，此時反應(yīng)速率關(guān)系：4,>v(.；

(2)①(NHJSO4是強酸弱堿鹽，在溶液中鹽電離產(chǎn)生的NH；與水電離產(chǎn)生的OH-結(jié)合生成

弱電解質(zhì)NHs-H2。，使水的電離平衡正向移動，最終達到平衡時溶液中c(H+)>c(OH)所

以溶液顯酸性，鹽水解的離子方程式為：NH++HOUNH?HO+H+；

4232

②第二步反應(yīng)Ca2++2OH-+2NH++SO2-qz^CaSOJ+2NH?HO的化學(xué)平衡常數(shù)

44432

C2(NH?HO)_1

0

K=c(Ca2+)?c(SCh-)?c(NH+)?c(OH-)-(1.8?10-5)2?7.1?10-5

44

【點睛】

掌握化學(xué)平衡常數(shù)的含義，利用濃度商與化學(xué)平衡常數(shù)的相對大小判斷化學(xué)平衡移動的方

向；根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的影響，結(jié)合改變條件的瞬間反應(yīng)速率

的變化及其變化趨勢分析判斷改變的外界條件。

3.2018年，美國退出了《巴黎協(xié)定》實行再工業(yè)化戰(zhàn)略，而中國卻加大了環(huán)保力度，生

動詮釋了我國負(fù)責(zé)任的大國形象。近年我國大力加強溫室氣體CO?催化氨化合成甲醇技術(shù)

的工業(yè)化量產(chǎn)研究，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

(1)已知:CO2(g)+H2(g)^H2O(g)+CO(g)AH^+41.1kJ?mol-i

CO(g)+2H2(g)^=iCH3OH(g)AW,=-90.0kJ?mol-i

寫出CO?催化氫化合成甲醇的熱化學(xué)方程式：。

⑵為提高CH30H產(chǎn)率，理論上應(yīng)采用的條件是(填字母)。

a.高溫高壓b.低溫低壓c.高溫低壓d.低溫高壓

(3)250℃、在恒容密閉容器中由CO")催化氨化合成CH30H(g),下圖為不同投料比

皿凡)頌。)2)]時某反應(yīng)物X平衡轉(zhuǎn)化率變化曲線。

46810

”(HM(CO,)

反應(yīng)物X是(填“COJ或“HJ)。

(4)250℃、在體積為2.0L的恒容密閉容器中加入6molH)、2moicO2和催化劑，lOmin時反

應(yīng)達到平衡，測得C(CH3OH)=0.75mol-L10

①前l(fā)Omin的平均反應(yīng)速率V(H2)=mol-Li-minu

②催化劑和反應(yīng)條件與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性有高度相關(guān)?？刂葡嗤读媳群拖嗤?/p>

反應(yīng)時間，四組實驗數(shù)據(jù)如下：

溫度co?轉(zhuǎn)化率甲醉選擇性

實驗編號催化劑

(K)(%)(%)

A543Cu/ZnO納米棒12.342.3

B543Cu/ZnO納米片11.972.7

C553Cu/ZnO納米棒15.339.1

D553Cu/ZnO納米片12.070.6

根據(jù)上表所給數(shù)據(jù)，用CO?生產(chǎn)甲醇的最優(yōu)選項為(填字母)。

答案：3H2(g)+CO,(g)^±CH,OH(g)+H,O(g)AW=-48.9kJ?mol-idCO,0.225B

【詳解】

(1)已知：CO2(g)+H2(g)^±H2O(g)+CO(g)A/71=+41.1kJ-mol-i?

C0(g)+2H,(g)QCHQH(g)AW,=-90.0kJ?mol-i②

根據(jù)蓋斯定律可知，?+②可得CO?催化氨化合成甲醇的化學(xué)方程式為3H2(g)+CO2

(g)CH3OH(g)+H2O(g),對應(yīng)的焰變AH=A”]+A，2=+4L1kJ?mol」+(-90.0kJ?moli)=

-48.9kJ-mol-i,故對應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：3H2(g)+CC>2(g)0cH30H4)+與0?ZW=-

48.9kJ.mol-i；

(2)對于反應(yīng)3H2(g)+CO2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)M=-48.9kJ?mol-i,是氣體分子數(shù)減小

的放熱反應(yīng)，則為提高CH30H產(chǎn)率，使平衡向正反應(yīng)方向移動，可采用低溫高壓的措

施，d項符合題意，故答案為：d；

(3)同一反應(yīng)，增加其中一種反應(yīng)物的濃度，能提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，圖示中橫坐標(biāo)

n(H)

增大”一人、，相當(dāng)于c(CO,)不變時，增大c(H,),平衡正向移動，使二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增

2

大，而氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，所以X為cc)2,故答案為：co2；

(4)250℃、在體積為2.0L的恒容密閉容器中加入6moiH,、2moicO2和催化劑，10min時

反應(yīng)達到平衡,測得C:(CH3OH)=0.75mol-L-r,列出三段式：

CO(g)+3H(g)=CHOH(g)+HO(g)

起始(mol/L)1300

轉(zhuǎn)化(mol/L)0.752.250.750.75

平衡(mol/L)0.250.750.750.75

、Ac2.25mol/L

前l(fā)Omin的平均反應(yīng)速率V(H)=—=5-j■*******，故答案為:

2lOmin

0.225；

③選擇性是指產(chǎn)物的專一性，在一個化學(xué)反應(yīng)中若有多個產(chǎn)物，其中某一產(chǎn)物是目標(biāo)產(chǎn)

物，若這個物質(zhì)的產(chǎn)率越高，說明該反應(yīng)的選擇性越好。觀察四組數(shù)據(jù)，相比之下，BD

的選擇性很高，B的CO2轉(zhuǎn)化率與D不相上下，但是B的甲醇選擇性高出了不少，故最佳

選項為B。

4.甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H3在催

化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應(yīng)如下：

①CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)叫

②CC)2(g)+3H2(g)QCH30H盤)+%0?AH2<0

③82值)+總值)08您)+凡0?例>0

回答下列問題：

(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵H-HC-OC三OH-0C-H

E/(kJmol-i)4363431076465413

由此計算=kJ-mol-io

(2)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達式為；圖1中能正確反映反應(yīng)①平衡常數(shù)K隨

溫度變化關(guān)系的曲線為(填曲線標(biāo)記字母)，其判斷理由是?

圖I

(3)合成氣的組成〃(H2)/"(CO+CC>2)=2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強的

關(guān)系如圖2所示。a(CO)值隨溫度升高而___(填“增大”或“減小”)，其原因是。圖

2中的壓強由大到小為________o

kc(CHOH)

答案：-99a反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小減小

2

升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動，使得體系中co的量增大；反應(yīng)③為

吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，又產(chǎn)生co的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使co的轉(zhuǎn)化率

降低；P3>P2>P,

【詳解】

⑴△4=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，故

△//|=1076kJ.mol-i+2x436kJ-moli-(3><413+343+465)kJmol-i=-99kJmol1；

⑵反應(yīng)①為CO(g)+2H2(g)CHQH(g),根據(jù)平衡常數(shù)的定義，則平衡常數(shù)為

vc(CHOH)

K=口、;根據(jù)(1)中的計算可知，反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向

c(CO)C2(H)

2

逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，故曲線a正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系；

(3)升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)③

為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，又產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化

率降低；相同溫度下，反應(yīng)③前后氣體分子數(shù)不變，壓強改變不影響其平衡移動，反應(yīng)①

正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化

率增大，故增大壓強有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高，故壓強：P3>P2>Pr

5.CO和H2是合成氣，這兩種氣體都可以通過CH《通過一定的反應(yīng)制得。

⑴C4和CO,反應(yīng)可以制得CO氣體，

CH4(g)+3CO2(g),------^2H,O(g)+4CO(g)AH=+330kJmol-i?圖1表示初始投料比n(CH&)：

n(COJ為1：3或1：4,CH4的轉(zhuǎn)化率在不同溫度(T「TJ下與壓強的關(guān)系。［注：投料比用

ara2表示］

?a=―；

②判斷Tj的T2的大小關(guān)系，T1_J2。(填或“=”)

CH4的轉(zhuǎn)化率出的體積分?jǐn)?shù)/跖wtnol

2

A1

T2

a2

alT2

aa2T150

T1

05101520-

壓強無CaO微米CaO納米CaO時間/min

圖1圖2圖3

(2)C4和&0@)催化重整可以制取心和CO,,化學(xué)反應(yīng)為:

CH4+2H2O(g)-_UH,+CO2O實驗發(fā)現(xiàn)，其他條件不變，在相同時間內(nèi)，向上述體系中投

入一定量的CaO可以明顯提高總的體積分?jǐn)?shù)。對比實驗的結(jié)果如圖2所示。

①投CaO時H2的體積分?jǐn)?shù)增大的原因是一。

②微米CaO和納米CaO對H2體積分?jǐn)?shù)的影響不同的原因是一。

⑶生成的CO和凡可用于合成甲醉，其反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)=^CH30H(g)AH=-

9O.lkJmol-i,根據(jù)反應(yīng)回答問題。

①初始條件相同時，分別在A(恒溫)、B(絕熱)兩個容器內(nèi)反應(yīng)。反應(yīng)初始時兩容器的反應(yīng)

速率A_B(填“>”、"V域“="，下同)；平衡時CO的轉(zhuǎn)化率AB。

②溫度T時，在容積為2L的某密閉容器中進行上述反應(yīng)，反應(yīng)開始至平衡的相關(guān)數(shù)據(jù)如

圖3所示。下列能表明該反應(yīng)己達到平衡狀態(tài)的

A.v(H,)=2v(CH.OH)

c(CO)

B'c(CHOH)=7:3時

3

c.容器中氣體的壓強不再變化

c(H)

D，c(CHOH)=2:［時

3

③該化學(xué)反應(yīng)lOmin內(nèi)H2的反應(yīng)速率v(%)=—。該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(保留1

位小數(shù))。

答案：1：3<CaO可以吸收CO2,使CO2濃度減小，生成H2的反應(yīng)正向移動，耳百分

含量增大納米CaO表面積比微米CaO大，吸收CO2能力比微米CaO強=>BC

0.06moIL-imin-i2.7

【詳解】

⑴①圖1表示初始投料比n(CH?n(CC)2)為1：3或1：4時，CH4的轉(zhuǎn)化率在不同溫度

(3、I?)下與壓強的關(guān)系，圖象中可知二氧化碳越多，甲烷轉(zhuǎn)化率越大，貝必產(chǎn)1：3,故答

案為：1：3；

②CH4(g)+3CO2(g)=2H2O(g)+4CO(ggH=+330kJ/mol,反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，壓強一定，升高溫

度平衡正向進行，甲烷轉(zhuǎn)化率增大，則TFT?,故答案為：<；

⑵①投入CaO時，與百分含量增大的原因是：CaO可吸收CO2，c(CC)2)減小，使生成H?

的反應(yīng)正向移動，與百分含量增大，故答案為：CaO可以吸收CO?，使CO?濃度減小，生

成H,的反應(yīng)正向移動，H,百分含量增大；

②投入納米CaO時，也百分含量增大的原因是：納米CaO顆粒小，表面積大，使反應(yīng)速

率加快，故答案為：納米CaO顆粒小，表面積大，使反應(yīng)速率加快；

⑶①由于初始條件相同，所以反應(yīng)初始時兩容器的反應(yīng)速率A=B；由于A(恒溫)、B(絕

熱)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B容器相當(dāng)于升高溫度，平衡逆移，所以平衡時CO的轉(zhuǎn)化率

A>B,故答案為:=；>；

②A.速率為同一個反應(yīng)方向，不能說明平衡，故A不選；

c(CO)c(CO)

B.根據(jù)圖象，平衡時3,所以3時，可以說明平衡，故B

C(CrlUH)C(CrlUH)

33

選；

C.反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=^CH30H(g)是氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強減小，當(dāng)

容器中氣體的壓強不再變化，說明反應(yīng)達到平衡，故C選；

c(H)

D.反應(yīng)某一時刻可能出現(xiàn).,口八口、=2：1，不能說明平衡，故D不選;

C(CrlLJrl)

3

故答案為：BC；

…2mol-0.8mol

③由圖知平衡時n（H）=0.8mol,則v（H）=—-~~—―：---=0.06mobL-imin-i,結(jié)合K的計

9-22Lxl0min

C（CH0H）0.3

算式有K=C2（H）c（CO）=（0.4>x0.7=2.7故答案為：0.06molL-imin-i；2.7。

2

6.請回答下列問題

⑴可逆反應(yīng)202@)+2%0化)4HCl(g)+O2(g)AW>0,在一定條件下達到平衡后，分別采取

下列措施(填“增大”、“減小”或“不變”):

①降低溫度，C1,的轉(zhuǎn)化率_____；v_____；

411：

②保持容器體積不變，加入He,則HC1的物質(zhì)的量_____；

③保持容器壓強不變，加入He,則的體積分?jǐn)?shù)；

④若溫度和體積不變，反應(yīng)從C%和H2。開始至平衡，在這個變化過程中，容器內(nèi)氣體的

密度,相對分子質(zhì)量o

⑵在容器體積可變的密閉容器中，反應(yīng)N2(g)+3HJg)2NH3(g)在一定條件下達到平衡。完

成下列填空：

①若該反應(yīng)經(jīng)過2秒鐘后達到平衡，NH3的濃度增加了0.6mol/L,在此期間，正反應(yīng)速率

丫(凡)的值為

A.0.6mol/(L-s)B.0.45mol/(L-s)

C.0.3mol/(L-s)D.0.2mol/(L-s)

②在其他條件不變的情況下，縮小容器體積以增大反應(yīng)體系的壓強，v_____(選填“增

1E

大"、“減小”，下同)，八,平衡向方向移動(選填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”)。

③在其他條件不變的情況下，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為____反應(yīng)(選

填“吸熱”、“放熱

④如圖為反應(yīng)速率⑺與時間(t)關(guān)系的示意圖，由圖判斷，在1時刻曲線發(fā)生變化的原因是

(填寫編號)。

u

一V正._I-I---------

不逵i.

°詢f

a.增大N2的濃度b.擴大容器體積c.加入催化劑d.升高溫度

改變條件后，平衡混合物中NH?的百分含量____(選填"增大”、"減小”、"不變”)。

答案：減小減小不變增大不變減小B增大增大正反應(yīng)放熱c不變

【詳解】

(1)①該反應(yīng)的正方向為吸熱反應(yīng)，所以降低溫度，平衡逆移，Cl,的轉(zhuǎn)化率減??；V減

?。?/p>

②保持容器體積不變，加入He,容器體積不變，各物質(zhì)的濃度不變，所以對反應(yīng)無影響，

所以HC1的物質(zhì)的量不變；

③保持容器壓強不變，加入He,體積變大，反應(yīng)物所占分壓減小，平衡正移，則的體

積分?jǐn)?shù)增大；

④若溫度和體積不變，反應(yīng)從C4和H?O開始至平衡，在這個變化過程中，容器的體積不

mm

變，氣體的總質(zhì)量也不變，所以容器內(nèi)氣體的密度不變，M=—,但是氣體總物質(zhì)

Vn

的量增大，所以相對分子質(zhì)量減小；

0.6mol/L

(2)①2秒鐘后達到平衡，N%的濃度增加了0.6mol/L,v(NH3)=--~-=0.3mol/(L-s),

3

由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知v(H2)=0.3mol/(L-s)x-=0.45mol/(L-s),故答案

為：B；

②增大反應(yīng)體系的壓強，正逆反應(yīng)速率均增大，但該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，增大壓

強向氣體體積縮小的方向移動，則平衡向正反應(yīng)方向移動；

③降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

④、時刻，正逆反應(yīng)速率同等程度的增大，且該反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)之和不等，則

改變的條件為催化劑，答案選c；

催化劑對化學(xué)平衡無影響，則平衡混合物中N%的百分含量不變。

7.溫室效應(yīng)和污染正在成為日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。

I,煤制得的化工原料中含有琉基硫(O==c==s),該物質(zhì)可轉(zhuǎn)化為H?s,主要反應(yīng)如下:

①水解反應(yīng)：COS(g)+H2O(g)^±H,S(g)+CO2(g)AW,=-94kJ-mol-1

②氫解反應(yīng)：COS(g)+H2(g)^H2S(g)+CO(g)A//2=-54kJ-mol-I

⑴請計算CO(g)+H,O(g)UH?(g)+CO,(g)兇3=kJmolio

(2)在定溫定容條件下，下列事實說明反應(yīng)①達到平衡狀態(tài)的是_______(填字母)。

A容器的壓強不再改變B混合氣體的密度不再改變

CH2s的百分含量不再改變D生成ImolH—O鍵，同時生成ImolH—S鍵

⑶一定溫度和壓強下，在1L的密閉容器中，充入1mole。2和3molH2,發(fā)生反應(yīng)：

CO2(g)+3HJg)=CH30H(g)+H20(g)；測得CC^g)和CH30H(g)的濃度隨時間變化如

下圖所示。①反應(yīng)進行到4min時，v(正)v(逆)(填，"V或"=”)。0?4min,"的平

②寫出一種在該溫度下提高CH30H產(chǎn)率的方法o

II.在容積為2L的恒容密閉容器中，充入0.5molH2s(g),發(fā)生反應(yīng)：2H2s(g)=2%出)

+S(g),在不同溫度和壓強下進行實驗，結(jié)果如下圖所示。

%2

、

眼

^

群

扉

斗

將

S

X

(4)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為_______

(5)該反應(yīng)XH0：AS0。(填“>"或“<”)

(6)圖中壓強力、々、由大到小的順序是-

c(S)C2(H)

答案：-40CD>0.375增大壓強或?qū)a(chǎn)物分離出去K=-2/口？>>

C2(HS)

2

。3>02邛1

【詳解】

⑴根據(jù)蓋斯定律：①?②即可得：CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)A77=(+54-94)kJ?mol-i=-

40kJ?mol-i；

(2)A.反應(yīng)①前后氣體物質(zhì)的量不變，則壓強一直不變，故容器的壓強不再改變不能說明

反應(yīng)①達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；

B.反應(yīng)①氣體質(zhì)量與體積不變，則氣體密度不變，故混合氣體的密度不再改變不能說明

反應(yīng)①達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C.可逆反應(yīng)達到平衡時正逆反速率相等，各物質(zhì)的百分含量不再改變，所以H2s的百分

含量不再改變可以說明反應(yīng)平衡，故C正確；

D.生成H-0鍵為逆反應(yīng)，生成HS健為正反應(yīng)，生成ImolH—O鍵，同時生成1mol

H—S鍵說明正逆反應(yīng)速率相等，可以說明反應(yīng)①達到平衡狀態(tài)，故D正確；

故答案為：CD；

⑶①據(jù)圖可知反應(yīng)進行到4min之后CO2的濃度依舊減小，CH30H的濃度增大，說明反應(yīng)

正向進行，則v(正)>v(逆)；

據(jù)圖可知0?4min,Ac（CO2）=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L,根據(jù)反應(yīng)方程式可知

Ac（H）=1.5mol/L,所以=0.375mo卜Limin-i；

224min

②該反應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，所以增大壓強可以使平衡正向移動提高甲醇的產(chǎn)

率；及時將產(chǎn)物分離也可以使平衡正向移動增大甲醇的產(chǎn)率；

C（S）-C2（H）

（4）根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=-^

C2（H7TS）

2

（5）據(jù)圖可知壓強相同時升高溫度H2s的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說明升高溫度平衡正向移動，則

該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△”>（）;該反應(yīng)前后氣體的系數(shù)之和增大，所以AS>0；

（6）該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng)，相同溫度下增大壓強平衡逆向移動，H2s的平衡轉(zhuǎn)

化率降低，所以P3>P2>P］。

8.某同學(xué)對可逆反應(yīng)2NC）2（g）UN2C）4（g）平衡體系進行探究?；卮鹣铝袉栴}:

⑴向左側(cè)燒杯中加入NH4NC>3晶體，觀察甲瓶紅棕色變淺，向右側(cè)燒杯中加入CaO固體，

乙瓶的紅棕色變深。則該反應(yīng)2NO2（g）UN2C>4（g）Atf0（填“〉”"=”或

（2）關(guān)閉止水夾，維持溫度不變，用注射器向甲瓶中充入一定量NO?,則此時反應(yīng)

2NC>2（g）=N2O4（g）濃度嫡QK（填“>”、"=”或“<”），平衡將（填“正向逆向"

或‘不"）移動，顏色比原來（填“深”“淺”或“不變）再次達平衡時，NO2的轉(zhuǎn)化率將

（填"增大“'減小”或“不變”）。

（3）查閱資料可知，F(xiàn).Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25C時^（^他）分解反

應(yīng)：

I.2N2O5（g）^4NO2（g）+O2（g）［S時,凡0抱）完全分解］

II.2NO2（g）^N2O4（g）

反應(yīng)體系的總壓強p隨時間t的變化如圖所示：

①研究表明，N,O,（g）分解的反應(yīng)速率D=2xl0-3xpVkPamin-i7o則此時

v（N^O.）=kPa-min-io

②若提高反應(yīng)溫度至35℃,則NR?完全分解后體系壓強PB（35℃）—65.8kPa（填“大

于”“等于”或“小于”)，原因是。

③25℃時N2O4(g)2N0Jg)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=kPa%為以分壓表示的平衡常數(shù)，

計算結(jié)果保留1位小數(shù))。

答案：<<正向深增大6.24x10-2大于體積不變，溫度升高，壓強增大；反應(yīng)

II為放熱反應(yīng)，升溫，平衡逆向移動，反應(yīng)體系氣體物質(zhì)的量增加，壓強增大23.0

【詳解】

(1)向右側(cè)燒杯中加入CaO固體，CaO與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，并發(fā)出大量的熱，乙瓶的紅

棕色變深，說明可逆反應(yīng)2?4("喬凡0抱)平衡逆向移動，則該反應(yīng)2N(Mg)wN2C)4(g)正反

應(yīng)方向放熱，A//<0；

(2)關(guān)閉止水夾，維持溫度不變，用注射器向甲瓶中充入一定量NO2，NO2濃度增大，平衡

正向移動，則此時反應(yīng)2NO2(g)wN2("g)濃度烯。<K,顏色比原來深，再次達平衡時，

NO2的轉(zhuǎn)化率將增大；

(3)①在剛性反應(yīng)器中，容器的體積不變，氣體的分壓與物質(zhì)的量成正比，故此題中可用p

代替物質(zhì)的量使用，t=lh時,測得體系中P。=2.4kPa,則此時PN=(3624X2)kPa=31.2

kPa,根據(jù)此。5也)分解的反應(yīng)速率2x10-3xP'0(kPa.min-J,則此時V(N2O5)=

31.2kPaX2X10-3=6.24x10-2kPa-min-i；

②根據(jù)恒容容器中，升高溫度，T增大，所以總壓強p增大。反應(yīng)II為放熱反

應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，因此總壓強大于65.8kPa；

③根據(jù)反應(yīng)2N?O式g)T4NC)2(g)+O2(g),當(dāng)N2O5完全分解時，P°=Jx36kPa,則

1一

PN<)+PN<)=(65.8-gx36)kPa,根據(jù)反應(yīng)前后氮原子守恒可知：

P八+2P”=36kPax2=72kPa,解得P八=23.6kPa,P八=24.2kPa,則25℃時

NO、N,O〔NO,NR

n2NO(23.6kPa)

230kPa

片2NC)2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)、=%0?=242kpa=°

24

9.一定條件體積為10L的固定容器中發(fā)生：N2(g)+3H2(g)^=i.2NH3(g)+Q(Q>0)

(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式長=；K和反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率都能表示可逆反應(yīng)的進

行程度。保持溫度不變，增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率，則K值_(填編號)。

a.增大b.減小c.不變d.無法確定

(2)據(jù)圖，反應(yīng)0—2min的v(N,)=mol/(L-min)o

/mol)

⑶據(jù)圖判斷5min時，V—V.(填大于、小于、或等于)；10?12min間，v-?(填大

于、小于、或等于)：，可能的原因一(填編號)

a.升高溫度b.增加H?c.加入N?d.移去N&

(4)若在第10min時壓縮容器體積，則平衡將—移動(填向左、向右或不)；達到平衡時

C(H2)—0.03mol/L(填大于、小于或等于)。

C2(NH)

答案：\~c0.005mol/(Lmin)大于大于c向右大于

c(N)C3(H)

22

【詳解】

C2(NH)

(1)化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度幕之積與反應(yīng)物濃度累之積的比，K=%、；

c(N)?C3(H)

22

化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與其它外界條件無關(guān)，溫度不變化學(xué)平衡常數(shù)不變，故合理

選項是C；

(2)根據(jù)圖知，2min時生成”>也)=0.2mol,根據(jù)方程式中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知消耗

j0.1mol

n(N,)=—n(NH3)=0.1mol,v(N,)=10L=0.005mol/(L?min)；

2-2min

(3)5min時，反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，貝！Jv正>v；

10?12min間，H,的物質(zhì)的量減小、N&的物質(zhì)的量增加，平衡正向移動，則

改變條件的瞬間，％和N%物質(zhì)的量不變，只能是增大N2濃度，故合理選項是c；

(4)在10min時壓縮容器體積，則體系的壓強增大，增大壓強平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)

方向移動，則H2的轉(zhuǎn)化率增大，但其多參加反應(yīng)的物質(zhì)的量濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于增加的物質(zhì)的量

濃度，即達到平衡時以％)大于0.03mol/Lo

【點睛】

本題考查化學(xué)平衡計算及外界條件對化學(xué)平衡移動的影響。難點是(4)小題的分析，很多同

學(xué)往往認(rèn)為平衡正向移動，則平衡時氫氣濃度小于0.03mol/L而導(dǎo)致錯誤，為該題的易錯

點。

10.甲醇是有機化學(xué)工業(yè)的基本原料，工業(yè)上以CO和H2為原料制取甲醇的反應(yīng)為CO(g)

+2H,(g)x——^CH3OH(g)AW=-122kJ/mol

(1)相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表：(CO的結(jié)構(gòu)式為C三O)

化學(xué)鍵00H-HC-HC-0H-O

E/(kJ/mol)1076436414364X

由此計算x=o

(2)向某密閉容器中充入一定量的CO和H2,測得逆反應(yīng)速率隨時間的變化如圖甲所示。J

時改變的條件可能是。

(3)7℃時，向恒容和恒壓兩容器中均充入1molCO和2molH2,起始體積相同，測得恒容

容器中以(2與0田隨時間變化如圖乙中曲線I所示。

①恒壓容器中c(CH3(DH)隨時間變化如曲線(填“H"、“HI”或“IV”)。

②恒壓容器中，能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

V

A.v(CO)正=(H/2)逆

B.容器內(nèi)氣體密度保持不變

C.“(CO)：n(H2)：n(CH3OH)=l：2：1

D.CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變

(4)向密閉容器中充入一定量的CO和H2,測得CO的平衡轉(zhuǎn)化率與條件Y、投料比

n(嘿3)的關(guān)系如圖丙所示。條件丫是___________(填“溫度”或”壓強")，,、n,、、中

n(CO)1/J

最大的是。

答案：增加反應(yīng)物的濃度IIBD溫度n,

【詳解】

⑴根據(jù)△/7=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=1076kJ/mol+2X436kJ/mol-3X414kJ/mol-364

kJ/mol-xkJ/mol=-122kJ/mol,解得x=464；

⑵向某密閉容器中充入一定量的CO和H?,測得逆反應(yīng)速率隨時間的變化如圖甲所示。t,

時刻，逆反應(yīng)速率從平衡時速率緩慢增大，速率變化前后有節(jié)點，則改變的條件可能是增

加反應(yīng)物的濃度；

⑶①恒壓容器中，壓強不變，CO(g)+2H2(g)k^CH30H(g)正反應(yīng)方向為氣體分子數(shù)目

減小的反應(yīng)體系，要使體系壓強不變，可將反應(yīng)在恒容條件下達到平衡后再縮小容器體

積，反應(yīng)體系各組分濃度增大，反應(yīng)體系壓強增大，反應(yīng)速率加快，達到平衡的時間縮

短，