化学反应速率与化学平衡的综合应用 知识点题库

（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） 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．

（1） 煤的气化的主要化学反应方程式为：．

（2） 煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：．

（3） 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H₂（g）+CO（g）⇌CH₃OH（g）；△H=﹣90.8kJ•mol^﹣1

②2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=﹣23.5kJ•mol^﹣1

③CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）；△H=﹣41.3kJ•mol^﹣1

总反应：3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g）的△H=；

一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是（填字母代号）．

a．高温高压           b．加入催化剂          c．减少CO₂的浓度     d．增加CO的浓度      e．分离出二甲醚

（4） 如图表示在密闭容器中反应：2SO_2（g）+O_2（g）⇌2SO_3（g）；△H＜0   达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，a b过程中改变的条件可能是；b c过程中改变的条件可能是； 若增大压强时，反应速度变化情况画在c～d处．

（1） 已知：

CoS₂(s) +CO(g) CoS(s) +COS(g)             ∆H₁

2COS(g) +SO₂(g) 3S(s) +2CO₂(g)            ∆H₂

S(s) +CoS(S) CoS₂ (s)                      △H₃

则2CO(g)+ SO₂(g) 2CO₂(g)+S(s)          ∆H₄=。 (用∆H₁、 ∆H₂、∆H₃表示)

（2） 在恒温、恒压的容器中模拟回收硫，加入SO₂起始量均为1mol，测得CO₂的平衡体积分数随CO和SO₂的投料比变化如图：

①当投料比为2时，t min 时测得SO₂转化率为50%，则用S的生成速率表示的反应速率v=g·min^-1。

②当投料比为3时，CO₂ 的平衡体积分数对应的点是。

（3） 向体积均为1L的恒温、恒客密团容器通入2 mol CO和| mol SO₂。反应体系总压强随时间的变化如图：

①相对于I，II改变的外界条件是。

②SO₂的平衡转化率为，平衡常数Kp =(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

（4） 利用电解法处理SO₂尾气可制备保险粉 (Na₂S₂O₄).电解装置如图，则a b (填“>” “=”或“<”)，生成S₂O₄^2-的电极反应式为。

（1） 一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO₄的形成固定下来，但产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，相关的热化学方程式如下：

①CaSO₄(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO₂(g)＋CO₂(g)    ΔH＝＋210.5 kJ·mol^－1

② CaSO₄(s)＋CO(g) CaS(s)＋CO₂(g)      ΔH＝－47.3 kJ·mol^－1

反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO₂(g) CaS(s)＋3CO₂(g)  ΔH＝kJ·mol^－1

（2） 图1为在密闭容器中H₂S气体分解生成H₂和S₂(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。

图1中压强p₁、p₂、p₃的由大到小的顺序为。理由是。

计算温度T₁、压强p₁下(N点)平衡常数K_p＝。(K_p为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)

（3） 在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)  ΔH＜0

①600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图2，反应处于平衡状态的时间段是。

②据图2判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是(用文字表达)。10min到15 min的曲线变化的原因可能是(填写字母)。

A.加了催化剂       B.降低温度      C.缩小容器体积     D.增加SO₂的物质的量

选考题(请从20、21两题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。)

（1） 诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理，通过实验测得合成氨势能如图所示：

在合成氨吸附解离的过程中，下列状态最稳定的是 (填选项)。

A．   B．NH₃(g) C．NH(ad)+2H(ad)     D．N(ad)+3H(ad)

其中，NH₃(ad) NH₃(g) ∆H= kJ·mol^-1 ， 若要使该平衡正向移动，可采取的措施是(填选项)。

A．升高温度    B．降低温度    C．增大压强    D．减小压强

（2） 在上述实验条件下，向一密闭容器中通入 1molN₂和 3molH₂充分反应，达到平衡时放出 46kJ 热量，计算该条件下 H₂的转化率 。

（3） 在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下，向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H₂)：c(N₂)] 为 3 的混合气体，体系中气体的含量与时间变化关系如图所示：

反应 20 min 达到平衡，试求 0～20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH₃)= MPa·min^-1。若起始条件一样，在恒容容器中发生反应，则达到平衡时 H₂的含量符合上图中 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。

（4） 在合成氨工艺中，未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H₂)：c(N₂)]为 3 时，平衡时氨气的含量关系式为：ω (NH₃)=0.325·K_P·P·(1-i ) ² ， (K_P：平衡常数；P：平衡体系压强；i：惰性气体体积分数)。当温度为 500℃，不含惰性气体时，平衡体系压强为 2.4MPa，氨气的含量为 ω ，若此时增大压强，K_p 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变，体系中有 20%的惰性气体，欲使平衡时氨气的含量仍为 ω ，应将压强调整至 MPa。

（1） i.可逆反应 A(g)+B(g) ⇌ C(g)+D(g)。下列依据能判断该反应达到平衡的是_______________。

（2） ii.“碘钟”实验中，3I^-+ = +2 的反应速率可以用 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间 t 来度量，t 越小，反应速率越大。某探究性学习小组在 20℃进行实验，得到的数据如下表:

实验编号	①	②	③	④	⑤
c(I-)/mol·L-1	0.040	0.080	0.080	0.160	0.120
c( )/mol·L-1	0.040	0.040	0.080	0.020	0.040
t/s	88.0	44.0	22.0	44.0	t1

回答下列问题:

该实验的目的是。

（3） 显色时间 t₁= 。

（4） 温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在 40℃下进行编号③对应浓度的实验， 显色时间 t₂ 的范围为________________(填字母).

（5） 通过分析比较上表数据，得到的结论是。

（1） 图是利用太阳能将CO₂分解制取炭黑的示意图：

已知①   

②   

则过程2的热化学方程式为。

（2） 在两个体积均为2L的恒容密闭容器中，按表中相应的量加入物质，在相同温度下进行反应 的平衡转化率如表所示：

容器	起始物质的量				的平衡转化率
Ⅰ	0.2	0.2	0	0	50%
Ⅱ	0.2	0.1	0.2	0.3	/

容器Ⅰ在10min时反应达到平衡，该段时间内 的平均反应速率为 ；容器Ⅱ起始时反应向(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”)进行。

（3） 将一定量的甲烷和氧气混合发生反应 ，其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得 转化率与温度变化关系如图所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态，他的理由是。

（4） 通过催化加氢可以合成乙醇，其反应原理为： 。 ，通过实验得到如图图像：

①图1中 、 、 最高的是。

②图2表示在总压为P的恒压条件下，且 时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。 温度时，列式表示该反应的压强平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

（1） 如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的化学方程为。

（2） 研究HCl催化氧化反应中温度、 和 等因素对HCl转化率的影响，得到如下实验结果：

①利用Na₂S₂O₃溶液和KI溶液测定反应生成Cl₂的物质的量，若消耗V₁mLc₁mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液，则生成Cl₂mol(已知2S₂O +I₂=S₄O +2I^-)。

② 表示催化剂的质量与HCl(g)流速之比，是衡量反应气体与催化剂接触情况的物理量。当 =4、 =50g·min·mol^-1时，每分钟流经1g催化剂的气体体积为L(折算为标准状况下)。

③在420℃、 =3、 =200g·min·mol^-1条件下，α(HCl)为33.3%，则O₂的反应速率为mol·g^-1·min^-1。

④比较在下列两种反应条件下O₂的反应速率：v_Ⅰv_Ⅱ(填“＞”“=”或“＜”)。

Ⅰ.410℃、 =3、 =350g·min·mol^-1；

Ⅱ.390℃、 =4、 =350g·min·mol^-1。

（3） 在101.325kPa时，以含N₂的HCl和O₂的混合气体测定不同温度下HCl催化氧化反应中HCl的平衡转化率，得到如图结果

①360℃时反应的平衡常数K₃₆₀与400℃时反应的平衡常数K₄₀₀之间的关系是K₃₆₀K₄₀₀。(填“＞”“=”或“＜”)。

②一定温度下随着 的增大，HCl的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)，原因为。

（1） Ⅰ.氢气还原法： ……反应a

下图中曲线表示了反应a在有、无催化剂条件下反应过程中体系的能量变化。

①曲线(填“m”或“n”)表示的是有催化剂参与的过程；

②图中括号内应该填写。

（2） 已知：ⅰ. 

ⅱ. 

ⅲ.  

利用、、可计算出反应a的焓变。将过程ⅲ补写完整。

（3） Ⅱ.一氧化碳还原法： ……反应b
向恒温恒容密闭容器中充入一定量的和 ， 发生反应b。下列描述可判断该反应达到平衡状态的是____。

（4） 某温度时，向2L的密闭容器中充入和 ， 发生反应b，时反应达平衡状态，测得的平衡转化率为80%。

①内，(用含t的代数式表示)；

②该温度下，反应b的平衡常数；

③后，向该密闭容器中再充入和 ， 此时v正v逆(填“>”、“<”或“=”)。

（5） 向两个密闭容器中分别充入和 ， 发生反应b，在不同的温度和压强下(物质状态未发生改变)，的平衡转化率()如下表所示，其中 ， 则(填“>”、“<”或“=”)，判断的理由是。

压强/MPa	P	2P
温度/℃
的平衡转化率/%

（6）  Ⅲ.化水煤气(、)还原

该方法的部分反应过程如图所示。下列说法合理的是____。