化学反应速率与化学平衡的综合应用知识点题库

臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO₂（g）+O₃（g）⇌N₂O₅（g）+O₂（g）．若此反应在恒容密闭容器中进行，相关图象如下列选项，其中对应分析结论正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

平衡后升温，

NO₂含量降低

0～2s内，

v（O₃）=0.2 mol•L﹣1•s﹣1

V_正：b点＞a点

b点：v_逆＞v_正

恒温，t₁时再充入O₃

A . A B . B C . C D . D

稀土元素是宝贵的战略资源，我国的蕴藏量居世界首位．

铈（Ce）是地壳中含量最高的稀土元素．在加热条件下CeCl₃易发生水解．

（1）无水CeCl₃可用加热CeCl₃•6H₂O和NH₄Cl固体混合物的方法来制备．其中NH₄Cl的作用是

（2）在某强酸性混合稀土溶液中加入H₂O₂ ，调节pH≈3，

Ce³⁺通过下列反应形成Ce（OH）₄沉淀得以分离．完成反应的离子方程式： Ce³⁺+ H₂O₂+ H₂O→ Ce（OH）₄↓+

（3）在溶液中，反应A+2B⇌C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（A）=0.100mol/L、c（B）=0.2mol/L及c（C）=0mol/L．反应物A的浓度随时间的变化如图所示．

请回答下列问题：

与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件．所改变的条件和判断的理由是：② ；； ③ 实验②平衡时B的转化率为该反应是热反应，判断其理由是；

该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：实验②：v_B=

用O₂将HCl转化为Cl₂ ，反应方程式为：4HCl（g）+O₂（g）⇌2H₂O（g）+2Cl₂（g）+Q（Q＞0）

一定条件下测得反应过程中n（Cl₂）的实验数据如下．下列说法正确的是（　　）

t/min	0	2	4	6
n（Cl₂）/10^﹣³ mol	0	1.8	3.7	5.4

A . 0～2 min的反应速率小于4～6 min的反应速率 B . 2～6 min用Cl₂表示的反应速率为0.9 mol/（L•min） C . 增大压强可以提高HCl转化率 D . 平衡常数K（200℃）＜K（400℃）

在容积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H₂O(g)，在850℃时发生反应CO(g) + H₂O $\text{[math]}$ CO₂(g) + H₂(g) ΔH < 0。CO和H₂O浓度变化如图所示。

（1）则0~4 min内反应速率v（CO）为mol/(L·min)；
（2） 1000℃时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表。
1000℃时物质浓度的变化
t/min
c(CO)/(mol·L^-1)
c(H₂O)/(mol·L^-1)
c(CO₂)/(mol·L^-1)
c(H₂)/(mol·L^-1)
0
0.200
0.300
0
0
1
0.138
0.238
0.062
0.062
2
c₁
c₂
c₃
c₃
4
c₁
c₂
c₃
c₃
5
0.116
0.216
0.084
0.084
6
0.096
0.266
0.104
0.104
①c₁数值0.08 mol/L（填“<” “>” 或“=”）；
②表中5~6 min之间数值发生变化，可能的原因是（填字母）。
a．增加水蒸气
b.降低温度
c.使用催化剂
d.增加氢气浓度

已知：(CH₃COOH)₂ $\text{[math]}$ 2CH₃COOOH，实验测得不同压强下体系平均相对分子质量( $\text{[math]}$ ) 随温度(T)变化曲线如图所示。下列说法正确的是（）

A . 该过程△H<0 B . 平衡常数：K (a) =K (b) <K (c) C . 气体压强：p (a) <p (b) =p (c) D . 当

=80时，n[(CH₃COOH)₂]：nCH₃COOH =1： 1

（1）对于反应：2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p₁、p₂)下温度变化的曲线如图:

①比较p₁、p₂的大小关系：。

②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是(“增大”或“减小”)。
（2）在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N₂O₄ ，发生反应N₂O₄(g) 2NO₂(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：
①反应的ΔH0(填“大于”或“小于”)；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60s时段，反应速率v(N₂O₄)为；平衡时混合气体中NO₂的体积分数为。

②100℃时达平衡后，向容器中迅速充入含0.08mol的NO₂和0.08mol N₂O₄ 的混合气体，此时速率关系v(正)v（逆）。（填“大于”，“等于”，或“小于”）

③100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N₂O₄)以0.0020mol·L^－1·s^－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。

a.T100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是

b.列式计算温度T时反应的平衡常数K₂（写计算过程）：

磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，它的单质和化合物在工农业生产中应用广泛。白磷可通过反应 2Ca₃(PO₄)₂+10C→6CaO+P₄+10CO 获得。完成下列填空：

（1）磷原子的最外层电子排布式是，氧原子核外有种不同运动状态的电子。C、O两种元素非金属性较强的是。
（2）白磷在空气中露置时间长了会因温度达到而自燃，使白磷升温的热量主要来自。某温度时，在2.0L恒容密闭容器中充入0.5mol PCl₅ ，发生反应PCl₅(g) $\text{[math]}$ PCl₃(g)+Cl₂(g)－Q，经过一段时间后达到平衡。
（3）该反应的平衡常数表达式 K=；
（4）其他条件不变，起始时向上述容器中充入1.0 mol PCl₅ ，达到平衡时，PCl₅的转化率（选填“增大”、 “减小”“不变”），平衡常数 K（选填“增大”、 “减小”“不变”）。
（5）在不同时间（t）测得反应过程中 PCl5 的部分数据如下：

t（s）

0

50

100

250

350

n（mol）

0.5

0.42

0.41

0.40

0.40

则 100s 时， PCl₃的物质的量浓度是。

关于硫酸工业中的催化氧化反应，可以用勒夏特列原理解释的是（）

A . 通入过量氧气 B . 选择V₂O₅做催化剂 C . 选择常压条件 D . 升温至450℃左右

本题为《化学反应原理》（选修4）选做题，每空2分，共20分。

（1）氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
①氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1molH₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则表示H₂燃烧热的热化学方程式是（填字母代号）。

A．H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g）=H₂O（g) △H=+285.8kJ·mol^-1

B．H₂(g）+ $\text{[math]}$ O₂(g）=H₂O（1） △H=-285.8kJ·mol^-1

C．H₂(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g）=H₂O（1） △H=+285.8kJ·mol^-1

D．H₂+ $\text{[math]}$ O₂=H₂O △H=-285.8kJ·mol^-1

②氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。氢氧燃料电池中，发生还原反应的物质是（填“氢气”或“氧气”。

③氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：

N₂(g）+3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g) △H=-92.4kJ·mol^-1

反应达到平衡后，升高温度则反应速率（填“增大”或“减小”)；平衡将向（填“正反应方向”或“逆反应方向”）移动。
（2）锌银电池能量大、电压平衡，广泛用于电子手表、照相机、计算器和其他微型电子仪器。电解质溶液是KOH溶液，电池总反应为Zn+Ag₂O=ZnO+2Ag。请回答下列问题：
①该电池的负极材料是；电池工作时，阳离子向（填“正极”或“负极”）移动。

②电极材料锌可由闪锌矿在空气中般烧成氧化锌，然后用碳还原氧化锌来制取，该反应的化学方程式为ZnO+C $\text{[math]}$ Zn+CO↑，此法属（填字母代号）。

A．电解法B．热还原法C．热分解法
（3）常温下，如果取0.1mol·L^-1HA溶液与0.1mol·L^-1NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=8，试回答以下问题：
①混合溶液的pH=8的原因：（用离子方程式表示）。

②混合溶液中由水电离出的c（H⁺）（填“>“<”或“=’)0.1mol·L_-1NaOH溶液中由水电离出的c（H⁺）。

③现有NaA与HA混合溶液，若pH=7，则溶液中c(Na⁺）c（A^-）（填“>”“<”或“=”）。

在密闭容器中，反应X₂(g)+Y₂(g)⇌2XY(g) △H<0达到甲平衡,在仅改变某一条件后,达到乙平衡，对此条件的分析正确的是（）

图片_x0020_100017

A . 图Ⅰ是增大反应物浓度 B . 图Ⅱ可能是加入正催化剂 C . 图Ⅱ可能是增大压强 D . 图Ⅲ是增大压强或升高温度

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)，现在实验室模拟该反应并进行分析。

（1）下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①该反应的焓变ΔH0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁K₂(填 “＞”、“＜”或“＝”)。

③若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是。

A．升高温度 B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．使用合适的催化剂 D．充入He，使体系总压强增大
（2）在容积为2 L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，如图所示

下列说法正确的是(填序号)；

①温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH₃OH)＝n_A/t_Amol·L^－¹·min^－¹

②该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T₁变到T₂ ，达到平衡时 $\text{[math]}$ 增大
（3）在T₁温度时，将1 mol CO₂和3 mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为。

下列说法不能够用勒夏特勒原理来解释的是（）

A . 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 B . 溴水中有下列平衡Br₂+H₂O $\text{[math]}$ HBr+HBrO，当加入硝酸银溶液后（AgBr是淡黄色沉淀），溶液颜色变浅 C . SO₂催化氧化制SO₃的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 D . 恒温、恒压条件下，在2NO₂ $\text{[math]}$ N₂O₄平衡体系中充入He后，体系颜色变浅

已知反应：2SO₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g)ΔH<0。某温度下，将 2 mol SO₂ 和 1 mol 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（）

甲图片_x0020_100019 乙图片_x0020_100020 丙图片_x0020_100021

A . 由图甲推断，B 点 SO₃的平衡浓度为 0.3mol⋅L⁻¹ B . 在图甲中，在此温度下，C 点 υ _正＜υ _逆 C . 达到平衡后，保持体积不变，充入氦气，压强增大，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 的平衡转化率与时间关系如图丙，则 T₂>T₁

在密闭容器中发生反应：aX(g)+bY(g)

cZ(g)+dW(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的1.8倍。下列叙述错误的是（）

A . 平衡向逆反应方向移动 B . (a+b)< (c+d) C . Z的物质的量浓度变小 D . X的转化率变小

随着社会的发展，环境问题越来越受到人们的关注。请回答下列相关问题。

（1） I.汽车尾气中含有 CO、NO 等有害气体，某新型催化剂能促使 NO、CO 转化为 2 种无毒气体。T℃时，将 0.8 molNO 和 0. 8molCO 充入容积为 2L 的密闭容器中，模拟尾气转化，容器中 NO 物质的量随时间变化如图所示。

将NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是。
（2）反应开始至20min，v (NO) =mol/ (L• min) 。
（3）下列说法正确的是。
a.新型催化剂可以加快 NO、CO的转化

b.该反应进行到 20 min 时达到化学平衡状态

c.平衡时CO的浓度是 0.4 mol/ L

d.混合气体的总压强不随时间的变化而变化说明上述反应达到平衡状态

e.保持容器体积不变，充入 He 增大压强，反应速率加快
（4） II我国最近在太阳能光电催化— 化学耦合分解硫化氢研究中获得新进展，相关装置如图所示。

负极为极(填“ a” 或“ b” ) 发生的电极反应式为。
（5）为使电池持续放电，交换膜需选用交换膜(填“阳离子” 或“阴离子”或“质子”)。
（6）分解硫化氢的离子方程式为。

磷酸是重要的化学试剂和工业原料。请回答下列问题：

（1）已知：25℃时，磷酸和碳酸的电离常数如下表所示。

向Na₂CO₃溶液中滴加少量H₃PO₄溶液，反应的离子方程式为。
（2）已知：
I.CaO(s)+H₂SO₄(l)=CaSO₄(s)+H₂O(l) ∆H= -271kJ·mol^-1

II.5CaO(s)+3H₃PO₄(l)+HF(g)=Ca₃(PO₄)₃F(s)+5H₂O(l) ∆H=-937 kJ·mol^-1

回答下列问题：

①工业上用Ca₃(PO₄)₃F和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为。

②一定条件下，在密闭容器中只发生反应II，达到平衡后缩小容器容积，HF的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”，下同)；HF的平衡浓度。
（3）工业上用磷尾矿制备Ca₃(PO₄)₃F时生成的副产物CO可用于制备H₂ ，原理为CO(g)+H₂O(g)=CO₂(g)+H₂(g) ∆H。
①一定温度下，向10L密闭容器中充入0.5molCO和1molH₂O(g)，2min达到平衡时，测得0~2min内用CO₂表示的反应速率v(CO₂)=0.02mol·L^-1·min^-1。则CO的平衡转化率a=，该反应的平衡常数K=。

②在压强不变的密闭容器中发生上述反应，设起始的 $\text{[math]}$ =y，CO的平衡体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示。则：该反应的∆H0(填“>”“<”或“=”，下同)。a1，理由为。

研究减少CO₂排放是实现碳达峰、碳中和的重要课题。已知CO₂经催化加氢可以生成多种低碳有机物。

[如反应类型①]：

I. $\text{[math]}$

II. $\text{[math]}$

III. $\text{[math]}$

回答下列问题：

（1）反应III的 $\text{[math]}$ 为。
（2）一定温度下，在一体积固定的密闭容器中进行反应I，测得CO₂的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示：则反应进行的前5分钟内，υ(H₂)=；10min时，改变的外界条件可能是(任写两点)
（3）将CO₂和H₂按物质的量之比1：1投料发生反应II，下列不能说明反应已达平衡的是____(填序号)。

A . CO的浓度保持不变 B . CO₂和H₂的转化率相等 C . 混合气体中CO₂的百分含量不再发生变化 D . 单位时间内体系中减少1molH₂的同时有1molH₂O增加
（4）如图为一定比例的CO₂+H₂、CO+H₂、CO/CO₂+H₂条件下甲醇生成速率与温度的关系。490K时，根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是____(填“A”或“B”)。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$
（5）已知一定温度下按照起始比 $\text{[math]}$ ，在一密闭容器中进行反应III，保持总压为2.1MPa不变，达平衡时CO的平衡转化率为 $\text{[math]}$ ，则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(K_p)的计算式(只需列出计算式)为K_p=(各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压)。
[如反应类型②]：电化学转化法
（6）在酸性电解质溶液中，以太阳能电池作电源，惰性材料作电极，可将CO₂转化为乙烯。实验装置如图所示。

①若电解过程中生成3.36L(标准状况下)O₂ ，则电路中转移的电了至少为mol。

②生成乙烯的电极反应式是。

中国科研团队利用低温等离子体协同催化技术，在常温常压下实现了将甲烷和二氧化碳一步转化为具有高附加值的液体燃料和化工产品。回答下列问题：

（1）已知：甲烷和乙酸的燃烧热 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，试写出甲烷与CO₂合成乙酸的热化学方程式。
（2）甲烷和二氧化碳一步转化为液体产品的选择性如图甲所示，其中选择性最高的产品是，反应中应加入的等离子体催化剂是。
（3）在某一钢性密闭容器中CH₄、CO₂的分压分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，加入 $\text{[math]}$ 催化剂并加热至 $\text{[math]}$ 使其发生反应： $\text{[math]}$ 。
①能够说明上述可逆反应达到平衡状态的选项是(填标号)》
A．密度不再改变 B．平均摩尔质量不再改变 C．CO₂和H₂的分压相等
D．CH₄的分压不再改变 E. $\text{[math]}$
②研究表明CO的生成速率 $\text{[math]}$ ，某时刻测得 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
③达到平衡后测得体系总压是起始时的 $\text{[math]}$ 倍，则该反应用分压表示的平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (计算结果保留三位有效数字)。
④温度对产物流量及平衡转化率的影响如图乙所示，可知反应 $\text{[math]}$ 0(填“>”或“<”)，原因是。

汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，两者在密闭容器中能发生如下反应2NO+2CO $\text{[math]}$ 2CO₂+N₂ ， 280℃的情况下，反应5 min后NO的浓度为0.8×10^-3mol/L。为了验证温度对化学反应速率的影响，某同学设计了两组实验，如表所示。下列说法错误的是（）

实验编号	t/℃	NO的初始浓度/(mol/L)	CO的初始浓度/(mol/L)	催化剂的比表面积(m²/g)
I	280	1.2×10^-3	5.80×10^-3	82
Ⅱ	350	a	5.80×10^-3	82

A . 表中a的数值为1.2 ×10^-3 B . 前5 min内，用N₂表示的平均反应速率为0.4 × 10^-4mol/(L·min) C . 当2v_逆(NO)=v_正(N₂)，说明反应已达到平衡状态 D . 5 min 时NO的转化率为 $\text{[math]}$

当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此研发二氧化碳利用技术降低空气中二氧化碳含量成了研究热点。

（1） Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CH₃OH(g) △H
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) △H₁=41kJ/mol
②CO(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) △H₂= -90 kJ/mol
△H=kJ/mol
（2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO₂和3molH₂发生上述反应，达到平衡时，容器中CH₃OH(g)为amol，CO为 bmol，此时H₂O(g)的浓度为mol·L^-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)反应①的平衡常数为。
（3）反应CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ H₂O(g)+CH₃OH(g)在I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡过程中，CO₂的转化率[α(CO₂)]随时间(t)的变化曲线：
活化能过程I 过程Ⅱ(填“＜”，“＞”，“=”)，t₂时刻改变了某一反应条件，下列说法正确的是
A．恒温恒压，t₂时刻通入惰性气体
B．恒温恒容，t₂时刻通入一定量氢气
C．t₂时刻升高温度
D．t₂时刻，移走了一部分水蒸气
（4） Ⅱ．以CO₂和NH₃为原料合成尿素是固定和利用CO₂的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应(均自发进行)可表示：
反应Ⅰ：2NH₃(g)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ NH₂CO₂NH₄(s)； ΔH₁
反应Ⅱ：NH₂CO₂NH₄(s) $\text{[math]}$ CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)； ΔH₂
反应Ⅲ：2NH₃(g)＋CO₂(g $\text{[math]}$ CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)； ΔH₃
某研究小组为探究反应Ⅲ影响CO₂转化率的因素，在其它条件一定时，图为CO₂转化率受温度变化影响的曲线。
当温度高于T℃后，CO₂转化率变化趋势如图所示，其原因是。(不考虑催化剂活性变化)
（5）在某恒定温度下，将NH₃和CO₂物质的量之比按2：1充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变，生成物的体积忽略不计且只发生反应Ⅰ)，经15min达到平衡，各物质浓度的变化曲线如图所示。若保持平衡的温度和体积不变，25min时再向该容器中充入2molNH₃和1molCO₂ ，在40 min时重新达到平衡，请在图中画出25~50min内CO₂的浓度变化趋势曲线。

t/min	c(CO)/(mol·L^-1)	c(H₂O)/(mol·L^-1)	c(CO₂)/(mol·L^-1)	c(H₂)/(mol·L^-1)
0	0.200	0.300	0	0
1	0.138	0.238	0.062	0.062
2	c₁	c₂	c₃	c₃
4	c₁	c₂	c₃	c₃
5	0.116	0.216	0.084	0.084
6	0.096	0.266	0.104	0.104

t（s）	0	50	100	250	350
n（mol）	0.5	0.42	0.41	0.40	0.40

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