化学反应速率与化学平衡的综合应用知识点题库

下列图象与文字描述正确的是（　　）

A . 根据图①可判断对于“A₂（g）+3B₂（g）⇌2AB₃（g）”：升温，化学反应平衡常数增大 B . 图②表示压强对可逆反应2A（g）+2B（g）⇌3C（g）+D（s）的影响且P_甲＜P_乙 C . 图③可表示醋酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化 D . 根据图④，若除去CuSO₄溶液中的Fe³⁺可采用向溶液中加入适量Cu（OH）₂至溶液的pH在4左右即可

在体积为1 L的密闭容器中(体积不变)充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)＋H₂O(g) 测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . 3min前v_正＞v_逆， 3min后v_正＜v_逆 B . 进行到3分钟时，正反应速率和逆反应速率相等 C . 10分钟后容器中各物质浓度不再改变 D . 达到平衡后，升高温度，正反应速率增大、逆反应速率减小

工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，在温度 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时，分别将0.50mol $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 充入体积为1L的密闭容器中，测得 $\text{[math]}$ 随时间变化数据如下表：

温度

时间/min

$\text{[math]}$

0.50

0.35

0.25

0.10

$\text{[math]}$

0.50

0.30

0.18

……

0.15

下列说法错误的是（）

A . 10min内， $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 比 $\text{[math]}$ 时小 B . 温度： $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 平衡常数： $\text{[math]}$

硫及其化合物在生产、生活中有着重要的应用价值。请按要求回答下列问题。

（1）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理.
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ) 制氢的热化学方程式分别为；；制得等量H₂所需能量较少的是系統。
（2） H₂S 与CO₂在高温下发生反应： H₂S(g)+CO₂(g) $\text{[math]}$ COS(g)+H₂O(g)。在340℃时，将0.10molCO₂与0.10molH₂S充入2.5 L的空钢瓶中。
①该反应平衡后H₂O(g)的物质的量分数为0.3，H₂S的平衡转化率α₁=，反应平衡常数K=。
②在350℃重复试验，平衡后H₂O(g)的物质的量分数为0.4，H₂S的转化率α₂α₁ ， (填“>”“<”或“=”)该反应的△H0。
③测定钢铁中硫含量：将钢铁中的硫转化为H₂SO₃ ，然后用一定浓度的I₂溶液进行滴定，所用指示剂为，滴定反应的离子方程式为。
已知25 ℃时，H₂SO₃的电离常数K._a1=1×10^-2 ， K_a2=5×10^-8 ，则该温度下NaHSO₃的水解平衡常数Kb=。若向NaHSO₃溶液中加入少量的I₂ ，则溶液中c(H₂SO₃)/c(HSO₃^-)将(填“增大”、“减小”或“不变" ).

可逆反应aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)　ΔH ，同时符合下列两图中各曲线的是（）

A . a＋b>c＋d　T₁>T₂　ΔH>0 B . a＋b>c＋d　T₁<T₂　ΔH<0 C . a＋b<c＋d　T₁>T₂　ΔH>0 D . a＋b<c＋d　T₁<T₂　ΔH<0

高温下N₂和O₂发生反应N₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

（1）下图是T₁、T₂两种不同温度下，一定量的NO发生分解过程中N₂的体积分数随时间变化的图像，据此判断反应N₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO(g)为(填“吸热”或“放热”)反应。
（2） 2000℃时向容积为2L的密闭容器中充入10molN₂与5molO₂ ，达到平衡后NO的物质的量为2mol，则此反应的平衡常数K=。该温度下，若开始时向上述容器中充入N₂和O₂均为1mol，则达到平衡后N₂的转化率为。
（3）汽车净化装置里装有含Pd化合物的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。写出其变化的总化学反应方程式:。
（4）为减少汽车尾气中NO_x的排放，常采用C_xH_y(烃)催化还原NO_x消除氢氧化物的污染。例如：
CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=-574kJ/mol

CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H₂

若16gCH₄还原NO₂至N₂共放出热量867kJ，则△H₂=。

在一体积不变的密闭容器中发生化学反应：Fe₂O₃(s) +2NH₃(g) $\text{[math]}$ 2Fe(s)+N₂(g)+3H₂O(g) △H，实验测得化学平衡时的有关变化曲线如图所示。已知：平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算，气体分压=气体总压×物质的量分数。下列说法错误的是（）

A . 该反应的△H>0 B . 气体压强p₂ >P₁ C . 平衡后再加入Fe₂O₃ ，则NH₃转化率增大 D . M点的平衡常数Kp= $\text{[math]}$

对于反应2A（g）＋B（g） $\text{[math]}$ 2C（g）（正反应放热），下列图象正确的是（）

A .

B .

C .

D .

（1） Ⅰ、反应A（g）+B（g） $\text{[math]}$ C（g）+D（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．

该反应是反应（填“吸热”、“放热”）。
（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率（填“增大”、“减小”、“不变”）。
（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？（填“有”、“无”），原因是。
（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁的变化是：E₁（填“增大”、“减小”、“不变”）。
（5） Ⅱ、五氯化磷(PCl₅)是有机合成中重要的氯化剂，可以由三氯化磷(PCl₃)氯化得到：PCl₃(g)+Cl₂(g) $\text{[math]}$ PCl₅(g) △H=－0.930 kJ•mol^-1 。某温度下，在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0 mol PCl₃和1.0 mol Cl₂ ，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如下表所示：

t/s

0

50

150

250

350

n(PCl₅)/mol

0

0.24

0.36

0.40

0.40

50~150s内的平均反应速率v(PCl₃)=。
（6）该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为。
（7）反应至250s时，该反应放出的热量为kJ。
（8）下列关于上述反应的说法中，正确的是（填字母序号）。
a．无论是否达平衡状态，混合气体的密度始终不变

b.300s时，升高温度，正、逆反应速率同时增大

c.350s时，向该密闭容器中充入氮气，平衡向正反应方向移动

d．相同条件下，若起始向该密闭容器中充入1.2molPCl₃、0.5molCl₂ 和0.15mol PCl₅ ，则反应向正反应方向进行

在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)

xC(g)＋2D(g)。2 min末该反应达到平衡，生成0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L^－¹。下列判断错误的是（）

A . x＝1 B . 2 min内A的反应速率为0.2 mol·L^－¹·min^－¹ C . B的转化率为40% D . 若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应达到平衡状态

（1） Ⅰ为探究用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3 molH₂。一定条件下发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH＝－49.0kJ·mol^－¹。T₁温度下，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图。

请回答：

从反应开始到平衡，氢气的反应速率v(H₂)＝。
（2）能够说明该反应已达到平衡的是____(填字母序号，下同)。

A . 恒温、恒容时，容器内的压强不再变化 B . 恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化 C . 一定条件下，CO、H₂和CH₃OH的浓度保持不变 D . 一定条件下，单位时间内消耗3 molH₂的同时生成1molCH₃OH
（3）下列措施中能使平衡混合物中n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的是_____。

A . 加入催化剂 B . 充入He(g)，使压强增大 C . 将H₂O(g)从体系中分离 D . 降低温度
（4）求此温度(T₁)下该反应的平衡常数K₁＝(计算结果保留三位有效数字)。
（5） Ⅱ.下表是不同温度下水的离子积数据：

温度/℃

25

t₁

t₂

水的离子积

1×10^－¹⁴

a

1×10^－¹²

试回答下列问题：

①若25<t₁<t₂ ，则a(填“>”“<”或“＝”)1×10^－¹⁴ ，作出此判断的理由是。

②在t₁时，测得纯水中的c(H^＋)＝2.4×10^－⁷mol·L^－¹ ，则c(OH^－)为。该温度下，测得某H₂SO₄溶液中c(SO₄^2-)＝5×10^－⁶mol·L^－¹ ，该溶液中c(H^＋)=mol·L^－¹ ， c(OH^－)＝mol·L^－¹。

$\text{[math]}$ ，是工业制硫酸的主要反应之一，研究该反应的速率和限度有着重要的现实意义。

（1）反应过程的能量变化如图所示：

该反应为(填“放热”或“吸热”)反应。
（2）一定条件下，在 $\text{[math]}$ 的密闭容器中加入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 末达到平衡，测得 $\text{[math]}$ 。
① $\text{[math]}$ 时间段的化学反应速率为 $\text{[math]}$ 。

② $\text{[math]}$ 末 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

③若改变下列一个条件，写出该反应速率的变化(填“增大”、“不变”或“减小”)。

a．升高温度

b．再充入 $\text{[math]}$

c．再充入 $\text{[math]}$ 氩气，使容器压强增大

d．将容器的容积扩大至 $\text{[math]}$

④下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是，

a． $\text{[math]}$

b． $\text{[math]}$

c．混合气体的压强不再变化

d． $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 不再变化

e．单位时间内生成 $\text{[math]}$ 的同时生成 $\text{[math]}$

某温度时，在2L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题：

（1）由图中所给数据进行分析，该反应的化学方程式为。
（2）下列措施能加快反应速率的是___________(填序号，下同)。

A . 恒压时充入He B . 恒容时充入He C . 恒容时充入X D . 及时分离出Z E . 升高温度 F . 选择高效的催化剂
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填字母)。

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 容器内压强保持不变 D . 容器内混合气体的密度保持不变 E . $\text{[math]}$ 的浓度相等
（4）反应从开始至 $\text{[math]}$ ，用X的浓度变化表示的平均反应速率 $\text{[math]}$ 。
（5）将5molX与3molY的混合气体通入 $\text{[math]}$ 的密闭容器中并发生上述反应，反应到某时刻各物质的物质的量恰好满足： $\text{[math]}$ ，则原混合气体X的转化率=。

在恒容密闭容器中通入X并发生反应： $\text{[math]}$ ，温度 $\text{[math]}$ 下X的物质的量浓度 $\text{[math]}$ 随时间t变化的曲线如图所示。下列叙述错误的是（）

A . $\text{[math]}$ 下，在 $\text{[math]}$ 时间内， $\text{[math]}$ B . M点的正反应速率v_正小于N点的逆反应速率v_逆 C . 该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量 D . M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率增大

工业合成氨反应原理为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

（1） T℃时，向有催化剂、容积为1.0L的恒容密闭容器中充入3mol $\text{[math]}$ 、1mol $\text{[math]}$ ，10min时反应达到平衡，测得 $\text{[math]}$ 。
①0～10min，用H₂表示的平均反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②化学平衡常数 $\text{[math]}$ 。
（2） T℃时，向有催化剂的恒容密闭容器中充入N₂和H₂。下图为X的平衡转化率随不同投料比值 $\text{[math]}$ 的变化曲线。

X是(填“N₂”或“H₂”)，判断依据是。
（3）其他条件相同时，如下图所示为合成氨反应在不同压强、不同温度下达到平衡状态时，测得的 $\text{[math]}$ 平衡转化率的变化曲线。

L表示，其中 $\text{[math]}$ (填“>”或“<”) $\text{[math]}$ 。

向 20mL0.40mol·L^-1H₂O₂ 溶液中加入少量 KI 溶液，反应历程是：ⅰ．H₂O₂+I^-=H₂O+IO^﹣；ⅱ．H₂O₂+IO^﹣=H₂O+O₂↑+I^﹣。H₂O₂分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成 O₂ 的体积(已折算为标准状况)如下图所示。

t/min	0	5	10	15	20
V（O₂）/mL	0.0	12.6	20.16	28.0	32.7

下列说法错误的是（）

A . KI 是 H₂O₂ 分解反应的催化剂 B . KI 的加入改变了 H₂O₂ 分解反应的反应历程 C . KI 的加入降低了反应的活化能，因此提高了反应速率 D . 0~10min 的平均反应速率：v(H₂O₂)≈4.0×10^-3mol/(L·min)

科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”，其简单流程如图所示(条件及物质未标出)。

（1）已知： $\text{[math]}$ 的燃烧热分别为 $\text{[math]}$ ，则上述流程中第一步反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。
（2）工业上可用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 制备甲醇，其反应方程式为 $\text{[math]}$ ，某温度下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 充入容积不变的 $\text{[math]}$ 密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关系如下表：
时间 $\text{[math]}$
1
2
3
4
5
6
p_后
p_前
0.90
0.85
0.83
0.81
0.80
0.80
①用 $\text{[math]}$ 表示前 $\text{[math]}$ 的平均反应速率 $\text{[math]}$ ；
②该温度下， $\text{[math]}$ 的平衡转化率为。
（3）在 $\text{[math]}$ 下，将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量之比为 $\text{[math]}$ 通入一体积不变的密闭容器中发生(2)中反应，达到平衡时，测得 $\text{[math]}$ 的平衡转化率为 $\text{[math]}$ ，则该反应条件下的平衡常数为 $\text{[math]}$ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数)。
（4） $\text{[math]}$ 经催化加可合成低碳烯： $\text{[math]}$ 。在 $\text{[math]}$ 时，按 $\text{[math]}$ 投料，如图所示为不同温度 $\text{[math]}$ 下，平衡时四种气态物质的物质的量 $\text{[math]}$ 关系。
①该反应的 $\text{[math]}$ 0(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为。
③为提高 $\text{[math]}$ 的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是。
（5）依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的原电池装置。该电池负极的电极反应式为。

以CO₂生产甲醇(CH₃OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g)。

（1）该反应的能量变化如图所示，该反应为(填“放热”或“吸热”)反应。
（2）恒容容器中，对于上述反应，下列措施能加快反应速率的是____。

A . 升高温度 B . 充入He C . 加入合适的催化剂 D . 降低压强
（3）在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，测得CO₂、CH₃OH的物质的量随时间变化如图。从反应开始到3 min末，用H₂浓度变化表示的平均反应速率v(H₂)=；反应达到平衡状态，此时H₂的转化率为。
（4）在相同温度、容积不变的条件下，不能说明该反应已达平衡状态的是____。

A . CO₂、H₂的浓度均不再变化 B . 体系压强不变 C . n(CH₃OH)∶n(H₂O)=1∶1 D . H₂的消耗速率与CH₃OH的生成速率之比为3∶1
（5）用CH₃OH和O₂组合形成的质子交换膜燃料电池的结构如图。
①则电极c是(填“正极” 或“负极”)，电极d的电极反应式。
②若线路中转移1 mol电子，则该燃料电池理论上消耗的O₂在标准状况下的体积为L。

工业上 $\text{[math]}$ 可以发生反应： $\text{[math]}$ ，下列有关说法错误的是（）

A . 增大 $\text{[math]}$ 的浓度，可加快反应速率 B . 使用合适催化剂，可加快反应速率 C . 达到平衡时，v(正)=v(逆)=0 D . 达到平衡时，CO不可能完全转化

大气污染物( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等)的治理，成为化学研究的热点问题。

（1）已知 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂 $\text{[math]}$ 表面转化为无害气体能量变化过程如图所示，
该反应的热化学方程式为，该反应分两步进行：第一步： $\text{[math]}$ ，第二步反应式为。
（2）在恒温恒容密闭容器中进行： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
①下列说法能说明上述反应一定达平衡状态的是。
A．容器内混合气体的压强保持不变
B．容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
C． $\text{[math]}$ 的状态
D．容器内 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的比值保持不变
②一定温度下，将一定量的活性炭和 $\text{[math]}$ 加入容器中发生上述反应，反应进行到 $\text{[math]}$ 达平衡，此时 $\text{[math]}$ 的体积分数为30%，该反应的平衡常数K=，若 $\text{[math]}$ 后升高温度，达到新平衡时，容器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的浓度之比为 $\text{[math]}$ ，则△H0(填“>”或“<”)，其理由。
（3）利用如图所示装置(电极均为石墨电极)可同时吸收工业尾气 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。
①若乙为甲烷燃料电池，则A电极上的反应式为。
②透过交换膜的离子是，C电极上的反应式为。