化学化学平衡试题

化学化学平衡试题

1. 硫酸的产量是衡量一个国家化工水平的标志。2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。一定温度下，在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。

甲

乙

丙

起始物质的量

n(SO2)

/ mol

0.4

0.4

0.8

n(O2) /

mol

0.24

0.48

0.48

SO2的平衡转化率

80%

α1

α2

下列判断中，正确的是( )

A．甲中反应的平衡常数大于乙 B．平衡时，SO2的转化率：α1<80%

C．该温度下，乙中平衡常数值为400 D．平衡时，丙中c(SO3)是甲中的2倍

【答案】C

【解析】A项，因温度不变，平衡常数不变，错误；B项，乙容器中增加氧气的量，SO2的平衡转化率增大，所以α1>80%，丙容器平衡向正反应移动，SO2的平衡转化率增大，所以α2>80%，错误；C项根据甲容器数据，利用三段法，可求得甲容器中反应的平衡常数：

2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)

初c / mol/L 0.2 0.12 0

转c/ mol/L 0.2×80% 0.08 0.16

平c / mol/L 0.04 0.04 0.16

甲容器中反应的平衡常数a==400，因温度不变，乙容器中反应的平衡常数也为400，正确；D项，丙中初始物质的量是甲的2倍，压强同时增大，平衡向正反应方向移动，生成SO3，则平衡时，丙中c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍，错误。

【考点】影响化学平衡的因素 等效平衡 有关化学平衡常数的计算

2. (15分)甲醇(CH3OH)是用来制备汽油添加剂和许多普通塑料的原料，低温液相合成甲醇的方法如下。

反应原理：2H2+ CO→CH3OH；反应条件：以三乙二醇二甲醚作为溶剂，以Raney-Ni和CH3ONa为催化剂。

（1）氢碳比[γ =]：当γ=2时，甲醇的选择性[λ =]达99.8%以上；当γ＞2时，可能产生副产物CH4，写出相应反应的化学方程式 。

（2）干燥除水：为防止CH3ONa的水解，必须干燥除水，下表是不同干燥方法时对CO转化率的影响。

序号

干燥方法

CO转化率/%

①

不处理

40.2

②

无水乙醇洗

56.3

③

以四氢呋喃洗

62.4

④

无水乙醇洗并真空干燥

70.1

⑤

77.2

从实验设计完整性思考，请补充实验⑤中的干燥方法。

（3）反应温度：下图是= 2时甲醇合成过程中压力和温度随时间变化的图像。

在反应CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g) △H中，△H 0(填“＞”或“＜”)；0～t2时间段内，随反应的进行体系的压力先增大后减小，原因是 ；能判断该反应基本结束的时刻为 ；若t3时刻，测得平衡后CO的转化率为75%，若起始反应时的CO的物质的量为a mol，假设反应容器的体积为1L，则t3时的平衡常数的值为 。

（4）催化剂：在保持其它条件不变，只改变催化剂的用量，分别在1L恒容密闭容器中反应，测定10min时的CO转化率。下图是Raney-Ni为0.05g时，CO转化率与时间关系图，请画出Raney-Ni为1g时，CO转化率与时间变化图。

【答案】（1）3H2+ CO→CH4+H2O (2分) （2）以四氢呋喃洗并真空干燥 (2分)

（3）＜ (2分) 反应开始时因温度升高，压力增大；随着反应的进行，气体物质的量减少，压力降低(2分) t2 (2分) (2分)

（4） (3分，若画出的曲线与原来曲线相同，也给分)

【解析】（1）根据质量守恒定律，生成CH4外还应该生成水，故化学方程式为3H2+

CO→CH4+H2O。（2）为使实验具有可比性，以四氢呋喃洗涤时也应该真空干燥。（3）从图像可看出，随着反应的进行，温度升高，说明反应放热，即△H＜0；反应为放热反应，开始时温度升高，则压强增大；随着反应的进行，气体减少，则压强降低；t2时，温度和压强都不再发生变化，说明反应已基本结束；CO的起始浓度为amol/L，平衡浓度为(1－75%)amol/L，H2的平衡浓度为2×(1－75%)amol/L，CH4OH的平衡浓度为0.75amol/L，故平衡常数为K = =

L-2·mol-2。（4）题目本意是增加催化剂的量，反应速率加快，即到达平衡的时间缩短，但不改变平衡状态。

【考点】考查化学方程式书写、反应热判断、化学平衡常数的计算等，考查读图能力和综合分析能力。

3. 已知反应：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)．某温度下，将2mol SO2和1mol O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是

A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol·L-1

B．由图甲推断，A点对应温度下的平衡常数为80

C．达平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示

D．压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图，则△H<0

【答案】C

【解析】A、B点SO2的平衡浓度为2×（1－0.85）÷10="0.03" mol·L-1，错误；

B、 2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)

始量 2 1

转化量 1.6 0.8 1.6

平衡量 0.4 0.2 1.6

平衡常数k=0.162/0.042×0.02=800，错误。

C、达平衡后，缩小容器容积，增大压强平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率且均比原来大，正确；D、Tl反应速率快，温度高，SO2转化率低平衡逆向移动，反应放热。

【考点】考查化学平衡移动有关问题。

4. 在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) △H < 0, 一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：

t/min

2

4

7

9

n(Y)/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法正确的是 （ ）

A.反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10－3mol·L－1·min-1

B.其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)

C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44

D. 其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大

【答案】C

【解析】V(Y)=(0.16－0.12)/2×10=0.002mol·L－1min-1,则V(Z)= 0.004mol·L－1min-1,A项错误;降温，平衡正向移动，则达新平衡前，v（正）>v（逆），B项错误；

X(g)＋Y(g) 2Z(g) △H < 0

起始 0.16 0.16 0

变化 0.06 0.06 0.12

平衡 0.10 0.10 0.12

K=0.0122/0.01×0.01=1.44，C项正确；由于该反应是气体体积不变的反应，则D项达平衡时与原平衡等效，错误。

【考点定位]本题考查化学平衡（平衡的建立、移动、平衡常数、反应速率）

5. 合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为

CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H ＜0 反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是

A 增加压强 B 降低温度 C 增大CO 的浓度 D 更换催化剂

【答案】B

【解析】A项，该反应为等体积变化，加压后平衡不移动，错；B项，该反应为放热反应，降温平衡正向移动，正确；C项，增加CO，平衡正向移动，但根据勒夏特列原理知，只能削弱CO的增加量，不能消除其加入量，故CO的转化率减小，错；D项，催化剂只影响平衡的时间，不影响平衡的移动，即不影响转化率，错。

【考点】化学平衡移动

6. 在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应：2X(g)+Y(g)3Z(g) △H<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是

A．升高温度，平衡常数增大

B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率

C．Q点时，Y的转化率最大

D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大

【答案】C

【解析】A、∆H< 0，该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，错误；B、温度越高，化学反应速率越大，所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，错误；C、Q点时，X的体积分数最小，则Y的转化率最大，正确；D、因为该反应气体系数不变，所以平衡时充入Z，新平衡与原平衡等效，Z的体积分数不变，错误。

7. (2014届江西省南昌市高三3月第一次模拟考试理综化学试卷）

研究CO、SO2、NO等大气污染气体的综合处理与利用具有重要意义。

（1）以CO或CO2与H2为原料，在一定条件下均可合成甲醇，你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）

。

（2）如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式：

负极 ，正极 。

（3）一定条件下，NO2和SO2反应生成SO3（g）和NO两种气体，现将体积比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是 。（填序号）

A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变

C．SO3、NO的体积比保持不变 D．每消耗 1 mol SO2，同时生成1 mol NO

当测得上述平衡体系中NO2与SO2体积比为1:6时，则该反应平衡常数K值为 ；

（4）工业常用Na2CO3饱和溶液回收NO、NO2气体：

NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 2NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2

若用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO、NO2混合气体，每产生标准状况下CO2 2．24L（CO2气体全部逸出）时，吸收液质量就增加4．4g，则混合气体中NO和NO2体积比为 。

【答案】（1）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)