化学平衡专题练习

1化学平衡专题练习（1）1、已知合成氨反应N2(g)＋3H2NH3(g)ΔH0，当反应器中按n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料后，在不同温度下，反应达到平衡时，得到混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线a、b、c如下图所示。下列说法正确的是（）A．曲线a对应的反应温度最高B．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q)＜K(N)C．相同压强下，投料相同，达到平衡所需时间关系为cbaD．N点时c(NH3)＝0.2mol/L，则N点的c(N2)：c(NH3)＝1:12、(15分)氮、碳都是重要的非金属元素，含氮、碳元素的物质在工业生产中有重要的应用。⑴请写出工业上由NH3制取NO的化学方程式。⑵一定条件下，铁可以和CO2发生反应：Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)，已知该反应的平衡常数K与温度T的关系如图所示。①该反应的逆反应是(填“吸热”或“放热”)反应。②T℃、Ppa压强下，在体积为VL的容器中进行反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。A、混合气体的平均相对分子质量不再变化；B、容器内压强不再变化；C、v正(CO2)=v逆(FeO)③T1温度下，向体积为VL的密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2，反应过程中CO和CO2物质的量与时间的关系如图乙所示。则CO2的平衡转化率为，平衡时混合气体的密度与起始时气体的密度之比为。⑶在恒温条件下，起始时容积均为5L的甲、乙两密闭容器中(甲为恒容容器、乙为恒压容器)，均进行反应：N2+3H22NH3，有关数据及平衡状态特定见下表。容器起始投入达平衡时甲2molN23molH20molNH31.5molNH3同种物质的体积分数相同[来源:学§科§网Z§X§X§K]乙amolN2[来源:Zxxk.Com]bmolH2[来源:学.科.网]0molNH31.2molNH3起始时乙容器中的压强是甲容器的倍。⑷一定条件下，2.24L(折算为标准状况)N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反0T1T甲K20t1t2t3t/min乙n/molCOCO22应前气体密度的67倍。请写出该反应的热化学方程式。3、（15分）科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。如用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：6H2（g）＋2CO2（g）CH2＝CH2（g）＋4H2O（g）△H=akJ/mol（1）已知：①H2和CH2＝CH2的燃烧热分别为285.8kJ/mol和1411kJ/mol②H2O（g）=H2O（l）△H=-44kJ/mol则a＝kJ/mol。（2）不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是（填序号）。①M点的速率最大②温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率增大考③M点时平衡常数比N点时平衡常数大④为提高CO2的转化率应在尽可能低的温度下进行反应（3）若在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2，则图中M点时，产物CH2＝CH2的体积分数为；若要进一步提高乙烯的体积分数，可采取的措施有。（4）科学家开发了一种新型陶瓷（主要成分为Li4SiO4），在500℃时可高效吸收CO2，同时生成Li2CO3；该材料在700℃时可再生循环。请写出表示该过程的化学方程式______________。（5）利用高温电解技术可将CO2转化为高热值的燃料CO:①电极a发生（填“氧化”或“还原”）反应。②高温电解的总反应的化学方程式为_____________。4、（14分）淮南是我国重要的煤炭生产基地，通过煤的气化和液化，能使煤炭得以更广泛的应用。I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H2时，存在以下平衡：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）（1）向2L恒容密闭容器中充入CO和H2O（g），800℃时测得部分数据如下表。t/min01234n（H2O）/mol1.201.040.900.700.70n（CO）/mol0.800.640.500.300.30则从反应开始到2min时，用H2表示的反应速率为；该温度下反应的平衡常数K=（小数点后保留1位有效数字）。（2）相同条件下，向2L恒容密闭容器中充入1molCO、3molH2O（g）、2molCO2（g）、2mo1H2（g），此时v正v逆（填“”“”或“=”）。II．已知CO（g）、H2（g）、CH3OH（l）的燃烧热分别为283kJ·mol-1、286kJ·mol-1、726kJ·mol-1。（3）利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为。（4）依据化学反应原理，分析升高温度对制备甲醇反应的影响。3III．为摆脱对石油的过度依赖，科研人员将煤液化制备汽油，并设计了汽油燃料电池，电池工作原理如右图所示：一个电极通入氧气，另一电极通入汽油蒸气，电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2—。（5）以己烷（C6H14）代表汽油，写出该电池工作时的负极反应方程式。（6）已知一个电子的电量是1.602×10—19C，用该电池电解饱和食盐水，当电路中通过1.929×104C的电量时，生成标况下氢气的体积为L。5、N2、NO、NO2、等是中学课本中重要的物质，有着重要的用途：（1）已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ/mol2H2(g)＋O2(g)2H2O(1)ΔH＝－571.6kJ/mol写出常温、常压下，N2在催化剂条件下与水反应的热化学反应方程式。(2)汽车排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H0，若在一定温度下，将1.4molNO、1.2molCO充入2L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示。①能说明该反应已达到平衡状态的是________________（填字母）；a．2v正(NO)=v逆(N2)b．c(CO2)=c(CO)c．气体总压不变d．混合气体的相对分子质量②该反应的化学平衡常数K=；③从反应开始到5min，生成了N20.05mol，则5min内v(CO2)=______________，若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡将______移动(填“向左”、“向右”或“不”)；④20min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是____(填序号)。a.缩小容器体积b.增加NO的浓度c.升高温度d.加入催化剂（3）利用NO2可制备N2O5，原理如图2所示。N2O5在电解池的（填“阴”或“阳”）极区生成，其电极反应式为。6、.（14分）锰的化合物是优良的催化剂，可用于干电池原料生产等。(1)锌锰干电池的反应为2MnO2+Zn+2NH4Cl=2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2，MnO(OH)中锰元素的化合价为。(2)向废电池还原后的废液（含有Mn2+、Fe2+、Zn2+_等）中逐滴滴加Na2S溶液，最先生成的沉淀为（填化学式）。[已知Ksp(MnS)=1.4×10-15，Ksp(ZnS)=2.9×10-25，Ksp(FeS)=6．0×10-18](3)Mn2+催化H202分解：2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H1，其反应机理如下：4①已知反应Ⅱ为MnO2(s)+H2O2(1)+2H+(aq)=Mn2+(aq)+O2(g)+2H2O(1)△H2。写出反应I的热化学方程式（焓变用△H1和△H2表示）：。②某温度时，向10mL0.4mol．L-1H2O2液中滴入1滴MnSO4发生分解：2H2O2=2H2O+O2，测得不同时刻生成O2的体积(已折算为标准状况下的体积)如下表：0～2min时反应速率比2～4min时的快，其原因是0～6min的平均反应速率v(H2O2)=（忽略溶液体积的变化）。(4)锰基催化剂是合成甲醇、二甲醚的催化剂。已知：①反应I的正反应是（填“放热”或“吸热”）反应。②反应Ⅱ的平衡常数表达式为。7、（14分）化学反应与能量以及化学平衡原理是中学化学学习的重要内容。请回答下列问题：Ⅰ．（1）己知：CH4、H2的燃烧热（△H）分别为－890．3kJ／mol、－285．8kJ／mol，则CO2和H2反应生成CH4和H2O（l）的热化学方程式是。（2）设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如右图所示。电池正极的电极反应式是，A是______________。Ⅱ．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用合成气制备甲醇，反应方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）（1）下列各项中，不能够说明该反应已达到平衡的是_______（填序号）。A．一定条件下，单位时间内消耗1molCO，同时生成1molCH3OHB．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等C．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变D．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化（2）右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△H_______0（填“＞”、“＜”或“＝”）。②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2（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5答案2、(15分)答案：⑴4NH3+5O2==========催化剂△4NO+6H2O(2分)⑵①放热(2分)②A(2分)③23(2分)，2533(2分)⑶0.8(2分)⑷4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g)+O2(g)△H=－60bkJ·mol－1(3分)3、4、（1）0.075mol••L-1•min-1（2分）1.2（2分）（2）（2分）（3）CO（g）+2H2（g）＝CH3OH（l）△H=—129kJ·mol-1（2分）（4）升高温度使反应速率加快，平衡左移，CH3OH产率减小（2分）（5）C6H14－38e－+19O2—＝6CO2+7H2O（2分）；（6）2.24（2分）5、（1）2N2(g)＋6H2O(1)4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝+1530.0kJ/mol（2）①cd②0.1③0.01mol·L-1·min-1向左④c(3)阳（1分）NO2–e-+HNO3=N2O5+H+6、7、（14分，每空2分）Ⅰ．（1）CO2(g)+4H2(g)＝CH4(g)+2H2O(l)ΔH＝－252.9kJ/mol（2）N2+8H++6e－＝2NH4+氯化铵（或NH4Cl）Ⅱ．（1）A（2）①＜②＜③B