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高中化學化學平衡考試卷

　　化學平衡

高中化學化學平衡考試卷

　　1.甲醇被稱為2l世紀的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ，用CH4和H2O為原料來制備甲醇。

　�。�1）將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖。

　�、僖阎�100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為_ _。

　�、趫D中的P1_ _P2（填“<”、“>”或“=”），100℃時平衡常數(shù)為_ _。

　�、墼谄渌鼦l件不變的情況下降低溫度，逆反應速率將_ _(填“增大”、“減小”或“不變”)。

　　（2）在壓強為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ。

　�、茉摲磻摹鱄_ _0，△S_ _0(填“<”、“>”或“=”)。

　　⑤若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是_ _。

　　A．升高溫度 B．將CH3OH(g)從體系中分離

　　C．充入He，使體系總壓強增大 D．再充入1mol CO和3mol H2

　　⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。

　　實驗編號 T(℃) n (CO)/n(H2) P(MPa)

　�、� 150 1/3 0.1

　�、� _ _ _ _ 5

　�、� 350 _ _ 5

　　A．請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

　　B．根據(jù)反應Ⅱ的特點，在給出的坐標圖中，畫出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖，并標明各條曲線的壓強。

　　2.（1）80℃時，將0.40mol的N2O4氣體充入2L已經(jīng)抽空的固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應：N2O4 2NO2 △H>0，隔一段時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

　　時間（s）

　　n(mol) 0 20 40 60 80 100

　　n(N2O4) 0.40 a 0.20 c d e

　　n(NO2) 0.00 0.24 b 0.52 0.60 0.60

　　①計算20s—40s內(nèi)用N2O4表示的平均反應速率為 ②計算在80℃時該反應的平衡常數(shù)K= ；③反應進行至l00s后將反應混合物的溫度降低，混合氣體的顏色（填“變淺”、“變深”或“不變”）；

　�、芤龃笤摲磻腵K值，可采取的措施有（填序號）；

　　A．增大N2O4的起始濃度 B．向混合氣體中通入NO2

　　C．使用高效催化劑 D．升高溫度

　�。�2）①丙烷脫氫可得丙烯。

　　已知：C3H8（g） CH4（g）+HC=CH（g）+H2（g）；△H1=156．6 kJmol-1

　　CH4（g）+HC=CH（g） CH3CH=CH2（g）；△H2=-32.4 kJmol-1

　　則相同條件下，反應C3H8（g） CH3CH=CH2（g）+ H2（g）的△H= ；

　�、谝员闉槿剂现谱餍滦腿剂想姵兀姵氐恼龢O通入O2和CO2，負極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池總反應方程式為；

　　③常溫下，0．1 molL-1NaHCO3溶液的pH大于8，則溶液c(H2CO3) c(CO32-)（填“>”、“=”或“<”'），原因是。（用文字說明）

　　3.隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇（催化劑為Cu2O/ZnO）：CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）根據(jù)題意完成下列各題：反應達到平衡時，

　　（1）平衡常數(shù)表達式K＝，升高溫度，K值填“增大”、“減小”或“不變”）（2）在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H2）＝（用 nB tB 表示）

　�。�3）在其他條件不變的情況下，

　　對處于E點的體系體積壓縮到原來的

　　1/2，下列有關(guān)該體系的說法正確的是

　　a 氫氣的濃度減少

　　b 正反應速率加快，逆反應速率也加快

　　c 甲醇的物質(zhì)的量增加

　　d 重新平衡時n（H2）/n（CH3OH）增大

　�。�4）據(jù)研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是：（用化學方程式表示）。

　�。�5）使用燃料電池是節(jié)能減排的重要手段之一。CO和H2（俗稱水煤氣）燃料電池就是其中的一種，該電池的兩極分別通入燃料氣（水煤氣）和氧氣。電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2-。水煤氣在一定條件下可以合成二甲醚，同時還產(chǎn)生一種可以參與大氣循環(huán)的無機化合物，3CO + 3H2 = CH3OCH3 + CO2 或 2CO＋4H2 = CH3OCH3 + H2O。

　　上述水煤氣燃料電池的負極反應方程式：（寫1個）。

　�。�6）右圖是丙烷、二甲醚燃燒過程中能量變化圖，其中x為各自反應中對應的系數(shù)。

　　根據(jù)該圖寫出二甲醚燃燒的熱化學方程式：

　　4.一定溫度下，在容積為2 L的密閉容器內(nèi)放入2mol N2O4和8 mol NO2，發(fā)生如下反應：2NO2（紅棕色） N2O4（無色）（△H<0），反應中NO2、N2O4的物質(zhì)的量隨反應時間變化的曲線如右圖，按下列要求作答：

　�。�1）在該溫度下，反應的化學平衡常數(shù)表達式為：

　　（2）若t1＝10s，t2＝20s，計算從t1至t2時以N2O4表

　　示的反應速率： molL-1s-1

　�。�3）圖中t1、t2、t3哪一個時刻表示反應已經(jīng)達到

　　平衡？答：

　�。�4）t1時，正反應速率（填“＞”、“＜”或“＝”）逆反應速率

　�。�5）維持容器的溫度不變，若縮小容器的體積，則平衡向移動

　�。ㄌ睢罢磻较颉薄ⅰ澳娣磻较颉被颉安灰苿印保�

　�。�6）維持容器的體積不變，升高溫度，達到新平衡時體系的顏色

　�。ㄌ睢白兩睢�、“變淺”或“不變”）

　　5.t℃時，將3 mol A和1 mol B氣體通入容積為2 L的密閉容器中(容積不變)，發(fā)生如下反應 3A(g)+ xB(g) 4C(g)，2 min時反應達到平衡狀態(tài)(溫度不變)，此時容器內(nèi)剩余了0．8 mol B，并測得C的物質(zhì)的量濃度為0．4 molL－1。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

　�。�1）x= ； B轉(zhuǎn)化率α(B)%=_______ ；（2）此反應的平衡常數(shù)K = ；

　　（3）保持溫度和容積不變，對原平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡向右移動的是；

　　A．均減半 B．均加倍 C．均增加0．4 mol D．均減少0．4 mol

　�。�4）如果上述反應在相同溫度和容積的容器中進行，起始加入3 mol A和3 mol B，達到平衡時A的體積分數(shù)為φ%，其它條件不變時，按下列配比作為起始物質(zhì)，平衡時A的體積分數(shù)大于φ%的是 (填字母)

　　A． 2 mol C B． 6 molA和2 mol B

　　C． 1 mol B和4 mol C D． 1 mol A、3 mol B和4 mol C

　　6.已知可逆反應CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g)，

　　1）寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式：K= 。

　　2）830K時，若起始時：C(CO)=2mol/L，C(H2O)=3mol/L，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為60%，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為；K值為。

　　3）830K時，若只將起始時C(H2O)改為6mol/L，則水蒸氣的轉(zhuǎn)化率為。

　　4）若830K時，起始濃度 C(CO) = a mol/L， C(H2O) = b mol/L，H2的平衡濃度為C(H2) = c mol/L，則：①a、b、c之間的關(guān)系式是；②當a=b時，a= c。

　　7.氫氣是工業(yè)上重要的原料。

　�。�1）氫氣用于工業(yè)合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)；ΔH = -92.2 kJmol-1。

　�、� 一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，一定量的N2和H2反應達到平衡后，改變某一外界條件，正反應速率與時間的關(guān)系如下圖所示，其中t4 ﹑t5 ﹑t7時刻所對應的實驗條件改變分別是

　　t4 。t5 。 t7 。

　�、跍囟葹門℃時，將2amolH2和amolN2放入0.5L密閉容器中，充分反應后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50﹪，此時放出熱量46.1 kJ。則a= 。

　　③在300℃時，改變起始反應物中氫氣的物質(zhì)的量對反應

　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0的影響如右圖所示：

　　a)請在右圖中畫出400℃時對應的圖像。

　　b)a、b、c三點中，H2 的轉(zhuǎn)化率最高的是（填字母）。

　�。�2）工業(yè)上大量的氫氣來源于焦炭與水蒸氣高溫下的反應：

　　C(s) + H2O(g) H2(g) + CO(g) △H = +131.3 kJ/mol

　　①該反應在低溫下不能自發(fā)進行的原因是。

　�、诤銣�，在容積可變的密閉容器中，進行如上可逆反應。一段時間后，下列物理量不發(fā)生變化時，能表明該反應已達到平衡狀態(tài)的有：Ⅰ混合氣體的密度；Ⅱ容器內(nèi)氣體的壓強；Ⅲ混合氣體的總物質(zhì)的量； ⅣCO物質(zhì)的量濃度

　　A．只有Ⅳ B．只有Ⅰ和Ⅳ C．只有Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ E．都可以

　　（3）在容積相同的兩密閉容器A和B中，保持溫度為423K，同時向A、B中分別加入amol及bmol碘化氫（a＞b）待反應：2HI(g) H2(g)+I2(g) 達到平衡后，平衡時I2的濃度c(I2)A c(I2)B ；平衡時HI的分解率αA αB ；平衡時H2在混合氣體中的體積分數(shù)A B （填寫“＞”“＜”“＝”）

　�。�4）在一定條件下，將2mol N2與5mol H2混合于一個10 L的密閉容器中，反應情況如圖1所示：①求5min內(nèi)的平均反應速率v （NH3））；

　�、谶_到平衡時NH3的體積分數(shù)為。

　　圖1 圖2 電解法合成氨裝置

　�。�5）近年來科學家采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H+）為介質(zhì)，用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多品薄膜做電極，實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨（裝置如圖2）。鈀電極A上發(fā)生的電極反應式是。

　　(6) NH3又可以進一步制備聯(lián)氨(N2H4)等。

　�、俾�(lián)氨——空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20％～30％的氫氧化鉀溶液。該電池放電時，正極的電極反應式為 _ 。

　�、诨鸺Ｓ肗2H4作燃料，N2O4作氧化劑。已知：

　　N2(g) + 2O2(g) ＝2NO2(g) △H＝＋67.7 kJmol－1

　　N2H4(g) + O2(g) ＝N2(g) + 2H2O(g) △H＝－534.0 kJmol－1

　　NO2(g) 1/2N2O4(g) △H＝－26.35 kJmol－1

　　試寫出氣態(tài)聯(lián)氨在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：

　　_ 。