高中化學(xué)化學(xué)平衡考試卷
化學(xué)平衡
1.甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O為原料來制備甲醇。
�。�1）將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖。
�、僖阎�100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為_ _。
②圖中的P1_ _P2（填“<”、“>”或“=”），100℃時(shí)平衡常數(shù)為_ _。
③在其它條件不變的情況下降低溫度，逆反應(yīng)速率將_ _(填“增大”、“減小”或“不變”)。
�。�2）在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ。
�、茉摲磻�(yīng)的△H_ _0，△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。
�、萑羧萜魅莘e不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是_ _。
A．升高溫度 B．將CH3OH(g)從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大 D．再充入1mol CO和3mol H2
�、逓榱藢ふ液铣杉状嫉臏囟群蛪簭�(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) T(℃) n (CO)/n(H2) P(MPa)
ⅰ 150 1/3 0.1
�、� _ _ _ _ 5
�、� 350 _ _ 5
A．請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。
B．根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn)，在給出的坐標(biāo)圖中，畫出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線示意圖，并標(biāo)明各條曲線的壓強(qiáng)。
2.（1）80℃時(shí)，將0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2O4 2NO2 △H>0，隔一段時(shí)間對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析，得到如下數(shù)據(jù)：
時(shí)間（s）
n(mol) 0 20 40 60 80 100
n(N2O4) 0.40 a 0.20 c d e
n(NO2) 0.00 0.24 b 0.52 0.60 0.60
①計(jì)算20s—40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應(yīng)速率為 ②計(jì)算在80℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ；③反應(yīng)進(jìn)行至l00s后將反應(yīng)混合物的溫度降低，混合氣體的顏色（填“變淺”、“變深”或“不變”） ；
�、芤龃笤摲磻�(yīng)的`K值，可采取的措施有（填序號(hào)） ；
A．增大N2O4的起始濃度 B．向混合氣體中通入NO2
C．使用高效催化劑 D．升高溫度
�。�2）①丙烷脫氫可得丙烯。
已知：C3H8（g） CH4（g）+HC=CH（g）+H2（g）；△H1=156．6 kJmol-1
CH4（g）+HC=CH（g） CH3CH=CH2（g）；△H2=-32.4 kJmol-1
則相同條件下，反應(yīng)C3H8（g） CH3CH=CH2（g）+ H2（g）的△H= ；
�、谝员闉槿剂现谱餍滦腿剂想姵兀姵氐恼龢O通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池總反應(yīng)方程式為 ；
�、鄢叵�，0．1 molL-1NaHCO3溶液的pH大于8，則溶液c(H2CO3) c(CO32-)（填“>”、“=”或“<”'），原因是 。（用文字說明）
3.隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇（催化劑為Cu2O/ZnO）：CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）根據(jù)題意完成下列各題：反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，
�。�1）平衡常數(shù)表達(dá)式K＝ ，升高溫度，K值 填“增大”、“減小”或“不變”）（2）在500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）＝ （用 nB tB 表示）
�。�3）在其他條件不變的情況下，
對(duì)處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的
1/2，下列有關(guān)該體系的說法正確的是
a 氫氣的濃度減少
b 正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快
c 甲醇的物質(zhì)的量增加
d 重新平衡時(shí)n（H2）/n（CH3OH）增大
�。�4）據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O，反應(yīng)體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是： （用化學(xué)方程式表示）。
�。�5）使用燃料電池是節(jié)能減排的重要手段之一。CO和H2（俗稱水煤氣）燃料電池就是其中的一種，該電池的兩極分別通入燃料氣（水煤氣）和氧氣。電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2-。水煤氣在一定條件下可以合成二甲醚，同時(shí)還產(chǎn)生一種可以參與大氣循環(huán)的無機(jī)化合物，3CO + 3H2 = CH3OCH3 + CO2 或 2CO＋4H2 = CH3OCH3 + H2O。
上述水煤氣燃料電池的負(fù)極反應(yīng)方程式：（寫1個(gè)） 。
�。�6）右圖是丙烷、二甲醚燃燒過程中能量變化圖，其中x為各自反應(yīng)中對(duì)應(yīng)的系數(shù)。
根據(jù)該圖寫出二甲醚燃燒的熱化學(xué)方程式：
4.一定溫度下，在容積為2 L的密閉容器內(nèi)放入2mol N2O4和8 mol NO2，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2（紅棕色） N2O4（無色）（△H<0），反應(yīng)中NO2、N2O4的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如右圖，按下列要求作答：
�。�1）在該溫度下，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：
�。�2）若t1＝10s，t2＝20s，計(jì)算從t1至t2時(shí)以N2O4表
示的反應(yīng)速率： molL-1s-1
�。�3）圖中t1、t2、t3哪一個(gè)時(shí)刻表示反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到
平衡？答：
�。�4）t1時(shí)，正反應(yīng)速率 （填“＞”、“＜”或“＝”）逆反應(yīng)速率
�。�5）維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積，則平衡向 移動(dòng)
�。ㄌ睢罢磻�(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不移動(dòng)”）
�。�6）維持容器的體積不變，升高溫度，達(dá)到新平衡時(shí)體系的顏色
（填“變深”、“變淺”或“不變”）
5.t℃時(shí)，將3 mol A和1 mol B氣體通入容積為2 L的密閉容器中(容積不變)，發(fā)生如下反應(yīng) 3A(g)+ xB(g) 4C(g)，2 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)(溫度不變)，此時(shí)容器內(nèi)剩余了0．8 mol B，并測(cè)得C的物質(zhì)的量濃度為0．4 molL－1。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>
�。�1）x= ； B轉(zhuǎn)化率α(B)%=_______ ； （2）此反應(yīng)的平衡常數(shù)K = ；
�。�3）保持溫度和容積不變，對(duì)原平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡向右移動(dòng)的是 ；
A． 均減半 B． 均加倍 C． 均增加0．4 mol D． 均減少0．4 mol
（4）如果上述反應(yīng)在相同溫度和容積的容器中進(jìn)行，起始加入3 mol A和3 mol B，達(dá)到平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)為φ%，其它條件不變時(shí)，按下列配比作為起始物質(zhì)，平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)大于φ%的是 (填字母)
A． 2 mol C B． 6 molA和2 mol B
C． 1 mol B和4 mol C D． 1 mol A、3 mol B和4 mol C
6.已知可逆反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g)，
1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K= 。
2）830K時(shí)，若起始時(shí)：C(CO)=2mol/L，C(H2O)=3mol/L，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為 ；K值為 。
3）830K時(shí)，若只將起始時(shí)C(H2O)改為6mol/L，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為 。
4）若830K時(shí)，起始濃度 C(CO) = a mol/L， C(H2O) = b mol/L，H2的平衡濃度為C(H2) = c mol/L，則：①a、b、c之間的關(guān)系式是 ；②當(dāng)a=b時(shí)，a= c。
7.氫氣是工業(yè)上重要的原料。
�。�1）氫氣用于工業(yè)合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJmol-1。
�、� 一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，一定量的N2和H2反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，正反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，其中t4 ﹑t5 ﹑t7時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是
t4 。t5 。 t7 。
�、跍囟葹門℃時(shí)，將2amolH2和amolN2放入0.5L密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50﹪，此時(shí)放出熱量46.1 kJ。則a= 。
�、墼�300℃時(shí)，改變起始反應(yīng)物中氫氣的物質(zhì)的量對(duì)反應(yīng)
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0的影響如右圖所示：
a)請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出400℃時(shí)對(duì)應(yīng)的圖像。
b)a、b、c三點(diǎn)中，H2 的轉(zhuǎn)化率最高的是 （填字母）。
（2）工業(yè)上大量的氫氣來源于焦炭與水蒸氣高溫下的反應(yīng)：
C(s) + H2O(g) H2(g) + CO(g) △H = +131.3 kJ/mol
�、僭摲磻�(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行的原因是 。
�、诤銣�，在容積可變的密閉容器中，進(jìn)行如上可逆反應(yīng)。一段時(shí)間后，下列物理量不發(fā)生變化時(shí)，能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的有：Ⅰ混合氣體的密度；Ⅱ容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；Ⅲ混合氣體的總物質(zhì)的量； ⅣCO物質(zhì)的量濃度
A．只有Ⅳ B．只有Ⅰ和Ⅳ C．只有Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ E．都可以
�。�3）在容積相同的兩密閉容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol及bmol碘化氫（a＞b）待反應(yīng)：2HI(g) H2(g)+I2(g) 達(dá)到平衡后，平衡時(shí)I2的濃度c(I2)A c(I2)B ；平衡時(shí)HI的分解率αA αB ；平衡時(shí)H2在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)A B （填寫“＞”“＜”“＝”）
�。�4）在一定條件下，將2mol N2與5mol H2混合于一個(gè)10 L的密閉容器中，反應(yīng)情況如圖1所示：①求5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v （NH3）） ；
�、谶_(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為 。
圖1 圖2 電解法合成氨裝置
�。�5）近年來科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多品薄膜做電極，實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨（裝置如圖2）。鈀電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 。
(6) NH3又可以進(jìn)一步制備聯(lián)氨(N2H4)等。
①聯(lián)氨——空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20％～30％的氫氧化鉀溶液。該電池放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為 _ 。
②火箭常用N2H4作燃料，N2O4作氧化劑。已知：
N2(g) + 2O2(g) ＝2NO2(g) △H＝ ＋67.7 kJmol－1
N2H4(g) + O2(g) ＝N2(g) + 2H2O(g) △H＝－534.0 kJmol－1
NO2(g) 1/2N2O4(g) △H＝－26.35 kJmol－1
試寫出氣態(tài)聯(lián)氨在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式：
_ 。
1.（1）①0.0030molL-1min-1（2分，單位1分） ②<（1分） 2.25×10-4（2分） ③減�。�1分）（2）④＜ ＜（各1分共2分） ⑤BD（2分）
�、轆（每空1分共3分） B．（曲線1、壓強(qiáng) 1共2分）
實(shí)驗(yàn)編號(hào) T(℃) n (CO)/n(H2) P(MPa)
�、�
�、� 150 1/3
ⅲ 1/3
6.
7. （1）①t4 加入正催化劑 t5 減小NH3濃度 t7 降溫
�、� 1
�、踑) b) a
�。�2）①該反應(yīng)⊿H＞0 ⊿S＞0 根據(jù)⊿G = ⊿H–T⊿S 低溫。⊿G＞0不能自發(fā)
�、� D
（3） ＞ ； ＝ ； ＝
（4）①0.04molL-1min-1 ②40%
�。�5）N2+6e-+6H+=2NH3
(6) ①O2+4e－ +2H2O = 4O H－
② 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=－1083 kJmol－1
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