化学平衡的调控知识点题库

在一定条件下，NO能跟H₂发生如下反应：2NO+2H₂═N₂+2H₂O．经研究，上述反应是按以下三步反应依次进行的总反应（括号中是该条件下反应的相对速率）：（Ⅰ）2NO+H₂═N₂O+H₂O（慢）；（Ⅱ）2N₂O═2N₂+O₂（快）；（Ⅲ）2H₂+O₂═2H₂O（更快）．以上总反应的速率主要取决于三步反应中的（　　）

A . （Ⅰ） B . （Ⅱ） C . （Ⅲ） D . （Ⅱ）和（Ⅲ）

德国哈伯发明以低成本制造大量氨的方法，流程图中为提高原料转化率而采取措施是（　　）

A . ①②③ B . ②④⑤ C . ①③⑤ D . ②③④

甲醇是一种重要的有机化工原料，需求量巨大．目前我国独创的联醇工艺的核心是采用一氧化碳加氢中压合成法．主要反应如下：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）；△H=﹣111.0kJ/mol

另有副反应：2CO+2H₂O═CO₂+CH₄ 等；中压法操作：压力为10﹣15MPa，温度控制在513K﹣543K，所用催化剂是CuO﹣ZnO﹣Al₂O₃ ．合成甲醇的流程如图所示，

请回答：

（1）实际生产中CO不能过量，以免生成羰基铁使催化剂失去活性，而氢气过量是有益的，指出两点理由：、．
（2）采取10﹣15MPa压力的作用是；温度控制在513K﹣543K的原因是．
（3）原料气中的H₂S对铜催化剂影响甚重，故必先去除之，通常用生石灰除杂，该反应的化学方程式为：
（4）粗甲醇中含有二甲醚等副产物，在常压下蒸馏粗甲醇，首先获得的馏分是（写结构简式）；获得的甲醇又可在银催化下氧化成甲醛，该反应的化学方程式为：．
（5）若CO的转化率为80%，当有22.4M³（标况）CO与过量H₂充分反应（不计其它副反应），可制得纯度为96%的甲醇的质量为kg，同时获得热量kJ．

化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义．机动车废气排放已成为城市大气污染的重要．

①气缸中生成NO的反应为：N₂（g）+O₂（g）⇌2NO（g）△H＞0．汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因、．

②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：

2CO（g）=2C（s）+O₂（g）△H＞0，该设想能否实现？（选填“能”或“不能”），依据是．

2SO₂（g）+O₂（g） $\text{[math]}$ 2SO₃（g）是制备硫酸的重要反应．下列叙述正确的是（）

A . 该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 B . 增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C . 进入接触室的SO₂和空气必须进行净化，且该反应不需要在高压下进行 D . 催化剂V₂O₅能增大该反应的正反应速率而不改变逆反应速率

一定条件下的密闭容器中，进行如下反应：NO(g)＋CO(g) $\text{[math]}$ 1/2N₂(g)＋CO₂(g) ΔH＝－373.2 kJ/mol，为提高该反应的反应速率，缩短达到平衡的时间，下列措施不可取的是( )

A . 加(正)催化剂 B . 增大压强(体积减小) C . 给体系加热 D . 从体系中不断移去部分CO₂

我们主要从三个方面讨论一个化学反应的原理，其中不属于这三个方面的是

A . 反应进行的方向 B . 反应的快慢 C . 反应进行的限度 D . 反应物的颜色

在一定条件下，反应2HI（g）

H₂（g）+I₂（g）（正反应吸热）达到平衡时，要使混合气体的颜色加深，可采取的措施是:（）

①增大氢气的浓度 ②升高温度 ③降低温度 ④缩小体积 ⑤增大HI的浓度 ⑥减小压强

A . ①③⑥ B . ③⑤⑥ C . ①③⑤ D . ②④⑤

利用反应：2NO(g)＋2CO(g) $\text{[math]}$ 2CO₂(g)＋N₂(g)△H=－46.8kJ·mol^-1 ，可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率，采取的措施是( )

A . 降低温度 B . 增大压强 C . 升高温度 D . 及时移出CO₂和N₂

高铁酸盐在能源、环保等领域有着广泛的应用。

资料：高铁酸钾(K₂FeO₄)固体呈紫色，能溶于水，微溶于浓KOH溶液。K₂FeO₄在碱性溶液中性质稳定。

（1）研究人员用Ni、Fe作电极电解浓KOH溶液制备K₂FeO₄ ，装置示意图如图。

①Ni电极作(填“阴”或“阳”)极。

②Fe电极上的电极反应为。

③循环使用的物质是(填化学式)溶液。

④向阳极流出液中加入饱和KOH溶液，析出紫色固体。试从平衡的角度解释析出固体的原因：。
（2） K₂FeO₄可用于处理废水中的NaCN。用如下方法测定处理后的废水中NaCN的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
资料：Ag⁺+2CN^-=Ag(CN) $\text{[math]}$ Ag⁺+ I^-=AgI↓(黄色)CN^-优先于I^-与Ag⁺反应。

取a mL处理后的废水于锥形瓶中，滴加几滴KI溶液作指示剂，再用cmol/LAgNO₃溶液滴定，消耗AgNO₃溶液的体积为VmL。滴定终点时的现象是，经处理后的废水中NaCN的含量为g/L。(已知：NaCN的摩尔质量：49 g/mol)

25℃时，将浓度为0.1mol·L^-1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是（）

A . c(H^＋) B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . K_a(HF)

在一定温度下，向密闭容器中充入一定量的NO₂和SO₂ ，发生反应：NO₂＋SO₂ $\text{[math]}$ NO＋SO₃ ，当化学反应达到平衡时，下列叙述正确的是( )。

A . SO₂和SO₃的物质的量一定相等 B . NO₂和SO₃的物质的量一定相等 C . 反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO₂和SO₂的总物质的量 D . SO₂、NO₂、NO、SO₃的物质的量一定相等

碳的氧化物的综合利用有着重要的研究意义。

（1）已知：①2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(l) △H₁=-571.6 kJ·mol^-1
②2CH₃OH(l)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋4H₂O(l) △H₂=-1453 kJ·mol^-1

则CO₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(l)＋H₂O(l) △H₃=。
（2）一定温度下，在密闭容器中充入2 mol CO₂(g)和6 mol H₂(g)发生反应CO₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)＋H₂O(g)，测得平衡时CH₃OH(g)的体积分数与温度、压强的关系如图1：

①根据图1可判断：p₁(填“＞”“=”或“＜”)p₂_。

②A点时，用分压表示的平衡常数K_p=(分压=总压×物质的量分数)。

③甲醇燃料电池因具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用，甲醇KOH碱性燃料电池负极的电极反应式为。
（3）用CO和H₂合成甲烷还伴随多个副反应：
主反应：CO(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)＋H₂O(g) △H=-206 kJ·mol^-1

副反应：①2CO(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)＋C(s) △H=-171.7 kJ·mol^-1

②CH₄(g) $\text{[math]}$ C(s)＋2H₂(g) △H=＋73.7 kJ·mol^-1

①在合成气甲烷化过程中，经常使用Ni作为甲烷化的催化剂，但Ni基催化剂对硫、砷等很敏感，极少量的硫、砷也可能导致Ni基催化剂发生而失去活性。

②在高温条件下，导致积碳的主要原因是；不同的氢碳比(即H₂、CO的物质的量之比)对CO转化率的影响如图2所示。CO的转化率随着氢碳比的变化而变化的原因是。由图2、图3可知，较为适宜的氢碳比为。

山西老陈醋是中国四大名醋之首，食醋的主要成分为醋酸。已知：25℃时CH₃COOH的电离常数K_a=1.8×10^-5。请回答：

（1） 25℃时，pH=2的醋酸溶液中，c(H⁺)；将其加水稀释， $\text{[math]}$ 的值将(填“增大”“减小”或“无法判断”)。
（2）醋酸钠溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示)，溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。
（3）已知25℃时，H₂S的K_a1=1.3×10^-7、K_a2=7.1×10^-15、，则25℃时等浓度的CH₃COONa、Na₂S两种溶液的碱性较强的是。
（4）日常生活中可用醋酸除水垢，但工业锅炉的水垢中常含有硫酸钙，需先用Na₂CO₃溶液处理，最后再用NH₄Cl溶液除去。已知：25℃时，K_sp(CaCO₃)=2.8×10^-9、K_sp(CaSO₄)=9.1×10^-6、，结合化学平衡原理解释加入Na₂CO₃溶液的原因：(用溶解平衡表达式和必要的文字叙述加以说明)。

一定温度下，将2mol $\text{[math]}$ 和1mol $\text{[math]}$ 充入一定容密闭容器中，在催化剂存在下进行反应： $\text{[math]}$ ，下列说法错误的是（）

A . 该反应的二氧化硫可全部转化为三氧化硫 B . 反应过程中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 物质的量之和不变 C . 通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 D . 达到平衡时，容器内压强不再改变

化学反应进行的方向和限度是化学反应原理所要研究的两个重要问题，下列有关化学反应进行的方向和限度的说法中不正确的是（）

A . 恒温恒容的密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g) $\text{[math]}$ pC(g)，若B是有色物质，A，C均为无色物质，达到平衡后，加入一定量C，体系的颜色会变深 B . 一定温度下两个体积相同密闭容器中，分别放有二氧化氮、气态溴，起始时两个容器中气体颜色相同，若将容器体积压缩至原来的一半，则C_NO2>C_Br2 C . 综合考虑反应速率和限度，以及催化剂活性，合成氨一般选择400℃～500℃ D . 恒温时，对于反应A(g)+3B(g) $\text{[math]}$ 2C(g)，起始充入等物质的量的A和B，达到平衡时A的体积分数为n%，此时若给体系加压为原来的两倍，则A体积分数仍为n%

一定条件下的密闭容器中发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。当达到平衡时，下列各项措施中，能提高乙烷转化率的是（）

A . 缩小容器的容积 B . 降低反应的温度 C . 分离出部分氢气 D . 等容下通入稀有气体

C、Si同处于IVA族，它们的单质或化合物有重要用途。实验室可用CO₂回收废液中的苯酚，工业上用SiO₂和焦炭高温下反应制得粗硅，再经如下2步反应制得精硅：Si(s)+3HCl(g)= SiHCl₃(g)+H₂(g) △H= -141.8 kJ·mol^-1 ， SiHCl₃(g)+ H₂(g)= Si(s)+3HCl(g)，反应过程中可能会生成SiCl₄。有关反应Si(s)+3HCl(g) $\text{[math]}$ SiHCl₃(g)+H₂(g)的说法正确的是（）

A . 该反应的△H＜0，△S＞0 B . 其他条件不变，增大压强SiHCl₃平衡产率减小 C . 实际工业生产选择高温，原因是高温时Si的平衡转化率比低温时大 D . 如图所示，当 $\text{[math]}$ ＞3，SiHCl₃平衡产率减小说明发生了副反应

对于反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 其他条件相同，增大 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的转化率上升 B . 反应的平衡常数表示为 $\text{[math]}$ C . 使用高效催化剂能降低反应的焓变 D . 升高温度有利于提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率

$\text{[math]}$ 是一种常用的硝化剂，常用 $\text{[math]}$ 的臭氧化法制备，反应原理如下：

反应I： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应II： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

（1） 298K时，几种物质的相对能量如下表：

物质

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

$\text{[math]}$

能量(kJ/mol)

-90

-14

-62

-181

-198

请可根据物质的相对能量计算反应I的 $\text{[math]}$ (忽略△H随温度的变化)。
（2）在密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生反应I和II。
①在恒温恒压条件下，下列说法正确的是。

A． $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的物质的量之比不变时说明反应已达平衡

B． $\text{[math]}$ 说明反应Ⅱ已达到平衡

C．混合气体密度不再改变说明反应Ⅰ已达到平衡

D．反应达到平衡后，再往容器中通入稀有气体Ar，反应Ⅰ平衡不移动

②保持温度不变，对反应体系加压，平衡时 $\text{[math]}$ 的转化率 $\text{[math]}$ 与压强的关系如图所示。请解释压强增大至 $\text{[math]}$ 的过程中 $\text{[math]}$ 逐渐增大的原因：。

③保持容器体积2L不变，10min时反应达到平衡，此时 $\text{[math]}$ 的转化率为50%，O₂的物质的量为0.2mol，反应II的平衡常数K=。

④以固体催化剂M催化反应I，若O₃分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，该反应机理分为两步，写出第二步的化学方程式：步骤a. $\text{[math]}$ ；步骤b.。
（3） T℃时，在密闭容器中充入 $\text{[math]}$ ，保持压强不变，只发生反应II，t₁时到达平衡， $\text{[math]}$ 随时间的变化如图所示，在t₂时刻继续充入一定量的 $\text{[math]}$ ， t₃时刻重新到达平衡，请在图中作出 $\text{[math]}$ 随时间变化的曲线。

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
能量(kJ/mol)	-90	-14	-62	-181	-198

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