化学平衡转化过程中的变化曲线知识点题库

温度为T时，向V L的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：A（g）+B（g）⇌C（s）+xD（g）△H＞0，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A . 反应在前10min的平均反应速率v（B）=0.15mol/（L•min） B . 该反应的平衡常数表达式K= $\text{[math]}$ C . 若平衡时保持温度不变，压缩容器体积平衡向逆反应方向移动 D . 反应至1.5min时，改变的反应条件是降低温度

科学家开发出一种“洁净煤技术”，通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂ ． “气化炉”中主要反应有：

C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.3kJ•mol^﹣¹

CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=﹣41.2kJ•mol^﹣¹

（1）气化炉中CO₂与C反应转化为CO，该反应的热化学方程式是

．

（2）用煤炭气合成甲醇的反应为CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）．在密闭容器中，将CO和H₂按物质的量1：2混合反应，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．

①生成甲醇的反应为反应（填“放热”或“吸热”）．

②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化，其中代表压强是5.0MPa的曲线是（填“A”或“B”）．

③在不改变反应物用量的前提下，为提高CO转化率可采取的措施有（答出一种即可）．

④压强为0.1MPa、温度为200℃时，平衡混合气中甲醇的物质的量分数是．

在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8mol的A₂气体和0.6mol B₂气体，一定条件下发生如下反应：A₂（g）+B₂（g）⇌2AB（g）△H＜0，反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示，下列说法不正确的是（）

A . 图中a点的值为0.15 B . 该反应的平衡常数K=0.03 C . 温度升高，平衡常数K值减小 D . 平衡时A₂的转化率为62.5%

用NH₃催化还原N_xO_y可以消除氮氧化物的污染．

已知：反应①：4NH₃（g）+6NO（g）⇌5N₂（g）+6H₂O（l）△H₁

反应②：2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）△H₂ （且|△H₁|=2|△H₂|）

反应③：4NH₃（g）+6NO₂（g）⇌5N₂（g）+3O₂（g）+6H₂O（l）△H₃

反应①和反应②在不同温度时的平衡常数及其大小关系如表

温度/K

反应①

反应②

已知：

K₂＞K₁＞K₂′＞K₁′

298

K₁

K₂

398

K₁′

K₂′

（1）推测反应③是反应（填“吸热”或“放热”）
（2）相同条件下，反应①在2L密闭容器内，选用不同催化剂，反应产生N₂的量随时间变化如图所示．
①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）=．
②下列说法正确的是．
A．该反应的活化能大小顺序是：E_a（A）＞E_a（B）＞E_a（C）
B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加活化分子百分数
C．单位时间内H﹣O键与N﹣H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当温度不变时，说明反应已经达到平衡．

近日，雾霾又上了度娘热搜榜．其主要成分包括灰尘、SO₂、NO_x、有机碳氢化合物等粒子．烟气脱硝是治理雾霾的方法之一．

（1）氨气是常见的烟气脱硝剂之一，其脱硝原理是与NO（g）反应生成空气中存在的两种无毒物质．
①写出该反应的化学反应方程式：．
②已知：4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=﹣907.28kJ•mol^﹣1；
4NH₃（g）+3O₂（g）═2N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=﹣1269.02kJ•mol^﹣1.105℃时，则上述脱硝反应的△H=，该反应（填“能”“否”或“不能确定”）自发进行，
③上述脱硝反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为．每生成1mol还原产物，则反应中转移电子数为 mol．
（2）臭氧也是理想的烟气脱硝剂，其脱硝的反应之一为2NO₂（g）+O₃（g）⇌N₂O₅（g）+O₂（g），不同温度下，在两个恒容容器中发生上述反应，相关信息如表及如图所示，回答下列问题：
容器
甲
乙
容积/L
1
1
温度/K
T₁
T₂
起始充入量
1molO₃2mol NO₂
1molO₃ 2mol NO₂
①0～10min内甲容器中反应的平均速率：v（O₃）=mol•L^﹣1•min^﹣1 ．
②T₁T₂（填“＞”“＜”或“=”），T₁时，该反应的平衡常数为．
③下列措施能提高容器乙中NO₂转化率的是（填序号）．
A．向容器中充入He，增大容器的压强 B．升高容器的温度
C．向容器中再充人一定量的NO₂D．向容器中再充入1mol O₃和2mo NO₂
④T₁时，若起始时向容器甲中充入2molNO₂、1molO₃、2mollN₂O₅和2molO₂ ，则脱硝反应达到平衡前，
v_（正） v_（逆）（填“＞”“＜”“=”）．

雾霾天气频繁出现，严重影响人们的生活和健康．其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等．因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义．请回答下列问题：

（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样．
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如表：
离子
K⁺
Na⁺
NH₄⁺
SO₄²^﹣
NO₃^﹣
Cl^﹣
浓度mol/L
4×10^﹣6
6×10^﹣6
2×10^﹣5
4×10^﹣5
3×10^﹣5
2×10^﹣5
根据表中数据判断试样的pH=．
（2）汽车尾气中NO_x和CO的生成：
①已知汽缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）△H＞0恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是
A．混合气体的密度不再变化 B．混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．N₂、O₂、NO的物质的量之比为1：1：2 D．氧气的百分含量不再变化
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O₂（g），已知该反应的△H＞0，则该设想能否实现（填“能”或“不能”）
（3）汽车尾气净化的主要原理：2NO（g）+2CO（g） $\text{[math]}$ 2CO₂（g）+N₂（g）；△H＜0，若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是（填序号）．（如图中v_正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）
（4）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”之一．活性炭可处理大气污染物NO．在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）．一定条件下生成气体E和F．当温度分别在T₁℃和T₂℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如表：
物质
温度/℃
活性炭
NO
E
F
初始
3.000
0.10
0
0
T₁
2.960
0.020
0.040
0.040
T₂
2.975
0.050
0.025
0.025
①计算上述反应T₁℃时的平衡常数K₁=；
②若T₁＜T₂ ，则该反应的△H0（填“＞”、“＜”或“=”）．
③上述反应T₁℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为．

根据下列有关图象，判断下列说法错误的是（）

A . 由图Ⅰ可知，该反应在T₂时达到平衡 B . 由Ⅰ图可知，该反应的△H＜0 C . 图Ⅱ发生反应的化学方程式为2M+6N⇌3L D . 由图Ⅱ可知，若密闭容器中M、N、L的起始浓度依次为0.4mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，保持其他条件不变，达到平衡时L的浓度为0.4mol/L

有一化学平衡：mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g）．如图表示的是A的转化率与压强、温度T的关系．分析图中曲线可以得出的结论是（　　）

A . 正反应吸热，m+n＞p+q B . 正反应吸热，m+n＜p+q C . 正反应放热，m+n＞p+q D . 正反应放热，m+n＜p+q

在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是（）

A . 化学方程式为：2M $\text{[math]}$ N B . t₁时，N的浓度是M浓度的2倍 C . t₂时，正逆反应速率相等，达到平衡 D . t₃时，若升高温度，正逆反应速率不会变化

如图是关于反应A₂(g)+3B₂(g) $\text{[math]}$ 2C(g)(正反应为放热反应)的平衡移动图形，影响平衡移动的原因是（）

A . 升高温度，同时加压 B . 降低温度，同时减压 C . 增大反应物浓度，同时使用适宜的催化剂 D . 增大反应物浓度，同时减小生成物浓度

如图表示两个常见固氮反应的平衡常数对数值(lgK)与温度的关系：①N₂+3H₂⇌2NH₃；②N₂+O₂⇌2NO。根据图中的数据判断下列说法正确的是（）

图片_x0020_100002

A . 升温，反应①的速率减小反应②的速率增大 B . 反应①是放热反应 C . 可以在常温下利用反应①进行工业固氮 D . 曲线的交点表示反应①和反应②体系中 N₂ 的转化率相等

已知反应①：Fe(s)+CO₂(g) $\text{[math]}$ FeO(s)+CO(g)，其化学平衡常数为K₁；反应②：Fe(s)+H₂O(g) $\text{[math]}$ FeO(s)+H₂(g)，其化学平衡常数为K₂ ，在温度973K和1173K的情况下，K₁、K₂的值分别如下：

温度	K₁	K₂
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

请填空：

（1）反应①的K₁表达式是。
（2）现有反应③：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)，该反应的平衡常数K₃ ，根据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系式为K₃=，据此关系式及上表数据，能推断出反应③是(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）恒温，恒容时，能判断反应③一定处于化学平衡状态的依据是_____________(填写字母序号)。

A . 压强不随时间改变 B . 气体密度不随时间改变 C . H₂的体积分数不随时间改变 D . 单位时间内生成H₂和H₂O(g)的物质的量相等
（4）图甲、乙分别表示反应③在t₁时刻达到平衡，在t₂时刻因改变某个条件而发生变化的情况：

图甲中t₂时刻发生改变的条件是。图乙中t₂时刻发生改变的条件是。
（5）一定条件下处于化学平衡状态的反应③当使CO₂和CO的浓度同时增大为原来的两倍时，该反应的化学平衡移动(填“不”、“向逆反应方向”或“向正反应方向”)

在一容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂ ，在一定条件下发生如下反应：N₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)ΔH＜0。反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如图所示：

图片_x0020_100007

（1）根据图示，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH₃)=。
（2）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为。
a.0.20mol·L^-1 b.0.12mol·L^-1 c.0.10mol·L^-1 d.0.08mol·L^-1
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH₃的浓度约为0.25mol·L^-1)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时NH₃浓度的变化曲线。

下图表示反应 $\text{[math]}$ 在某段时间 $\text{[math]}$ 里的反应速率与反应过程的关系图，则C的百分含量最高的一段是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

甲醇既是一种绿色能源，又是一种重要的化工原料，应用甲醇可以生产其他的醇、醛、酯等。已知反应：

i. CO₂（g）+ H₂（g） $\text{[math]}$ CO（g）+H₂O（g） ΔH₁=+41 kJ·mol^-1 ，

ii. 2CO₂（g）+6 H₂（g） $\text{[math]}$ CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g） ΔH₂=-121 kJ·mol^-1 ，

iii. 2CH₃OH（g） $\text{[math]}$ CH₃OCH₃（g）+H₂O（g） ΔH₃=-23kJ·mol^-1 ，

回答下列问题：

（1） CO（g）与H₂（g）合成甲醇的反应：CO（g）+ 2H₂（g） $\text{[math]}$ CH₃OH（g） ΔH=kJ·mol^-1 ，该反应的熵变ΔS0（填“>”或“＜”）。
（2）在甲、乙两个密闭容器中分别通入0.5molCO和1.0molH₂ ，发生合成甲醇的反应，测得平衡体系中某成分的物质的量（n）与压强（p）、温度（T）的关系如下图：

①500K下，反应达到平衡时甲、乙两个容器的容积之比为。

②测得p_总₁=0.2MPa，则500K时反应的平衡常数K_p=MPa^-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

③500K时经过20min乙容器内反应达到b点的平衡状态，则0~20min内的平均反应速率v（H₂）=mol·min^-1。
（3）可利用CO₂为原料通过电解方法制备甲醇，采用的电解质溶液为NaHCO₃水溶液，其阴极反应式为，相比NaOH溶液、Na₂CO₃溶液，采用NaHCO₃水溶液作电解液的原因是。

甲醛中木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法可制备甲醛，主要反应为：CH₃OH(g) $\text{[math]}$ HCHO(g)+H₂(g) ∆H=+85.2kJ∙mol^-1。Na₂CO₃是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下：

历程ⅰ： $\text{[math]}$

历程ⅱ： $\text{[math]}$

历程ⅲ： $\text{[math]}$

历程ⅳ： $\text{[math]}$

如图所示为在体积2L的恒容容器中，投入1molCH₃OH，在碳酸钠催化剂作用下，经过5min反应，测得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性：转化的CH₃OH中生成HCHO的百分比)，下列有关说法正确的是（）

A . 600℃时，前5min内生成甲醛的平均速率v(HCHO)=0.055mol·L^-1·min^-1 B . 700℃时，反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率 C . 脱氢法制甲醛中，在高温高压条件下更有利于提高平衡产率 D . 反应历程ⅰ的活化能大于CH₃OH(g) $\text{[math]}$ HCHO(g)+H₂(g)的活化能

NH₃催化还原NO，也可消除氮氧化物的污染。如6NO(g)+4NH₃(g) $\text{[math]}$ 5N₂(g)+6H₂O(g) ΔH；相同条件下在2L恒容密闭容器中，选用不同的催化剂，反应生成的N₂的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（）

A . 催化剂不仅可以改变反应速率，还可以改变平衡时的产率 B . 该反应的最高活化能大小关系为E_a(I)＞E_a(Ⅱ)＞E_a(Ш) C . 反应达到平衡时，升高温度混合气体的平均相对分子质量增大，则ΔH＜O D . 单位时间内断裂的N-H键数目与形成的H-O键数目相同时，该反应达到平衡

二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。

（1）在太阳能的作用下，以 $\text{[math]}$ 为原料制取炭黑的流程如图甲所示。其总反应的化学方程式为。
（2） $\text{[math]}$ 经过催化氢化合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
几种物质的能量(在标准状况下规定单质的能量为0，测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示：

物质

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

能量 $\text{[math]}$

0

-394

52

-242

则 $\text{[math]}$ 。

（3）在2L恒容密闭容器中充入2mol $\text{[math]}$ 和nmol $\text{[math]}$ ，在一定条件下发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的转化率与温度、投料比[ $\text{[math]}$ ]的关系如图乙所示。

① $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”，下同) $\text{[math]}$ ，平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②TK时，某密闭容器中发生。上述反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表：

时间浓度/mol/L 物质	0	10	20	30	40	50
$\text{[math]}$	6.00	5.40	5.10	9.00	8.40	8.40
$\text{[math]}$	2.00	1.80	1.70	3.00	2.80	2.80
$\text{[math]}$	0	0.10	0.15	3.20	3.30	3.30

20~30min间只改变了某一条件，根据表中的数据判断改变的条件可能是(填字母)。

A．通入一定量 $\text{[math]}$ B．通入一定量 $\text{[math]}$

C．加入合适的催化剂 D．缩小容器容积

（4）在催化剂M的作用下， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 同时发生下列两个反应：
Ⅰ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

Ⅱ. $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

图丙是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是____(填字母)。

A . 催化剂M的活性降低 B . 反应Ⅰ的平衡常数变大 C . 生成甲醚的量增加 D . 反应Ⅱ的活化能增大
（5） $\text{[math]}$ 溶液通常用来捕获 $\text{[math]}$ ，常温下， $\text{[math]}$ 的第一步、第二步电离常数分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则常温下， $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液的pH等于(不考虑 $\text{[math]}$ 的第二步水解和 $\text{[math]}$ 的电离)。

“碳中和”有利于全球气候改善， $\text{[math]}$ 的资源化利用成为研究重点。

（1）二氧化碳加氢合成二甲醒的反应包括三个相互关联的反应过程：
i. $\text{[math]}$
ii. $\text{[math]}$
iii. $\text{[math]}$
①写出 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 的热化学方程式为。
②在压强3.0MPa， $\text{[math]}$ ，不同温度下 $\text{[math]}$ 的平衡转化率和产物的选择性如图所示(选择性是指生成某物质消耗的 $\text{[math]}$ 的物质的量占消耗 $\text{[math]}$ 总的物质的量的百分比)，
当温度超过290℃， $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度升高而增大的原因是。根据图中数据计算300℃时， $\text{[math]}$ 的平衡产率为。
（2） $\text{[math]}$ 重整制 $\text{[math]}$ 的过程为： $\text{[math]}$ 。发生的副反应为(1)中ii在刚性密闭容器中，进料比 $\text{[math]}$ 分别等于1.0、2.0，且起始时压强相同。平衡时甲烷的质量分数与温度的关系如图所示：
①曲线a的进料比为。
②有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的措施是。(写出两条)。
③M点 $\text{[math]}$ 的平衡转化率为85%， $\text{[math]}$ 的平衡转化率为88%，则副反应的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。(已知：分压=总压×该组分的物质的量分数)

$\text{[math]}$ 催化加氢是碳中和的重要手段之一，以下是 $\text{[math]}$ 加氢时发生的两个主要反应：

反应Ⅰ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应Ⅱ： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

在体积为1L的两个恒容密闭容器中分别按表中所示充入一定量的 $\text{[math]}$ 和H₂ ，平衡体系中物质的量分数X(CO)和X(CH₄)[ $\text{[math]}$ ]随温度变化关系如图所示。

容器	起始物质的量/mol
容器	CO₂	H₂
甲	0.1	0.3
乙	1	3

下列有关说法正确的是（）

A . 随着温度升高， $\text{[math]}$ 增大 B . 曲线d表示甲容器中X(CO)随温度的变化 C . 600℃达到平衡时，甲容器中反应Ⅱ的平衡常数为2.4 D . M点对应 $\text{[math]}$ 的总转化率为40%

容器	甲	乙
容积/L	1	1
温度/K	T₁	T₂
起始充入量	1molO₃2mol NO₂	1molO₃ 2mol NO₂

离子	K⁺	Na⁺	NH₄⁺	SO₄²^﹣	NO₃^﹣	Cl^﹣
浓度mol/L	4×10^﹣6	6×10^﹣6	2×10^﹣5	4×10^﹣5	3×10^﹣5	2×10^﹣5

物质温度/℃	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.10	0	0
T₁	2.960	0.020	0.040	0.040
T₂	2.975	0.050	0.025	0.025

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
能量 $\text{[math]}$	0	-394	52	-242

化学平衡转化过程中的变化曲线 知识点题库

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