高考二轮复习知识点：化学平衡的计算2

更新时间：2023-07-30 浏览次数：10 类型：二轮复习

一、选择题

1. (2023高二上·呈贡月考) 某温度下，在 $\text{[math]}$ 恒容密闭容器中 $\text{[math]}$ 发生反应 $\text{[math]}$ ，有关数据如下：
时间段/ $\text{[math]}$
产物Z的平均生成速率/ $\text{[math]}$
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
下列说法错误的是（）

A . $\text{[math]}$ 时，Z的浓度大于 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 时，加入 $\text{[math]}$ ，此时 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时，Y的体积分数约为33.3% D . $\text{[math]}$ 时，X的物质的量为 $\text{[math]}$

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2. (2022·重庆市) 两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p₁和p₂。
反应1：NH₄HCO₃(s) $\text{[math]}$ NH₃(g)+H₂O(g)+CO₂(g)    p₁=3.6×10⁴Pa
反应2：2NaHCO₃(s) $\text{[math]}$ Na₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g)    p₂=4×10³Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH₄HCO₃和Na₂CO₃固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是（   ）

A . 反应2的平衡常数为4×10⁶Pa² B . 通入NH₃ ，再次平衡后，总压强增大 C . 平衡后总压强为4.36×10⁵Pa D . 缩小体积，再次平衡后总压强不变

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3. (2023·闵行模拟) 体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中，发生反应：CO₂(g)+C(s) $\text{[math]}$ 2CO(g)，起始投料量如表，在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器
n(CO₂)/mol
n(C)/mol
n(CO)/mol
甲
0.2
0.6
0
乙
0.4
0.8
0
丙
X<0.6
1
0

A . 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙 B . a、b、c三点所处状态的压强大小关系：p_c>p_b>p_a C . 1100K时，平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：甲>乙>丙 D . 1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO₂、C各1mol，则v₍_正₎>v₍_逆₎

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4. (2023·重庆市模拟) 溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为： $\text{[math]}$ 。某温度下X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是

A . $\text{[math]}$ B . L点处X的转化率为20％ C . $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ D . Y溶液含有少量X，经足够长时间后 $\text{[math]}$

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5. (2023·顺义模拟) 工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在Pt－Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N₂ ，两个竞争反应化学方程式如下：
Ⅰ.4NH₃(g)+5O₂(g) $\text{[math]}$ 4NO(g)+6H₂O(g)
Ⅱ.4NH₃(g)+3O₂(g) $\text{[math]}$ 2N₂(g)+6H₂O(g)
现将1molNH₃、1.45molO₂充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下反应，相同时间内有关生成物物质的量随温度变化曲线如图所示：
已知：有效转化率= $\text{[math]}$ ×100%
下列说法错误的是

A . 400℃时，主要发生反应Ⅱ B . 由图分析工业上用氨催化氧化制备HNO₃ ，最佳温度约为840℃ C . 520℃时，NH₃的有效转化率约为66.7% D . 840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应I平衡逆向移动所致

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6. (2023·奉贤模拟) 向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)+2B(g) $\text{[math]}$ 3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如下表所示。下列判断正确的是（）

压强/MPa 平衡常数温度/℃	1.0	1.5	2.0
300	a	b	16
516	c	64	d
800	160	f	g

A . g＞f B . 正反应是放热反应 C . 2.0MPa、800℃时，A的转化率最小 D . 1.5MPa、300℃时，B的转化率为50%

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7. (2023·东城模拟) 某温度下，H₂(g)+I₂(g) $\text{[math]}$ 2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下，在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应，起始浓度如表所示。

甲
乙
丙
丁
c(H₂)/(mol•L^-1)
0.01
0.02
0.01
0.02
c(I₂)/(mol•L^-1)
0.01
0.01
0.01
0.01
c(HI)/(mol•L^-1)
0
0
0.02
0.02
下列判断错误的是

A . 化学反应速率：乙＞甲 B . 平衡时，甲中I₂的转化率为50% C . 平衡时，丙中c(I₂)=0.01mol•L^-1 D . 平衡时，乙和丁中 $\text{[math]}$ 相等

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8. (2023·南开模拟) 已知： $\text{[math]}$ 现将三个相同容积的密闭容器中按不同方式投入反应物发生反应。相关数据见下表：

容器1
容器2
容器3
反应温度(℃)
400
400
500
起始量
1mol $\text{[math]}$ 、1mol $\text{[math]}$ (g)
2mol HI
1mol $\text{[math]}$ 、1mol $\text{[math]}$ (g)
平衡浓度 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
平衡转化率 $\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
平衡常数
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
下列各项关系错误的是

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. (2023·普陀模拟) 已知合成氨反应3H₂(g)＋N₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)＋QkJ(Q>0)。某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH₃反应的影响。实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示起始时H₂物质的量)。下列说法错误的是

A . 由图可知，T₁＞T₂ B . a、b、c三点中，b点时H₂的转化率最大 C . a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点化学反应速率最快 D . 若容器容积为2 L，b点对应的n＝0.15 mol，测得平衡时H₂、N₂的转化率均为60%，则平衡时N₂的物质的量浓度为0.01mol·L^－¹

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10. (2023·邯郸模拟) 一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量N₂O₄ ，发生反应N₂O₄(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) △H＞0，反应起始时容器内气体的总压强为p，体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。
t/s
0
20
40
60
80
n(N₂O₄)/mol
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
n(NO₂)/mol
0
0.076
0.104
0.120
0.120
下列说法正确的是

A . 20～60s内，NO₂的平均反应速率υ=1.1×10⁻³ mol∙L⁻¹∙s⁻¹ B . N₂O₄的平衡转化率为40% C . 该温度下，反应的压强平衡常数K_p= $\text{[math]}$ p D . 80s时，再充入0.03molNO₂、0.01molN₂O₄ ，平衡逆向移动

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11. (2023高三下·抚顺模拟) 化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵（ $\text{[math]}$ ）粉末置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
$\text{[math]}$ 。

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度（℃）

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强（ $\text{[math]}$ ）

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度（ $\text{[math]}$ ）

2.4

3.4

4.8

6.8

9.4

下列说法正确的是（）

A . 该反应的 $\text{[math]}$ ，该反应在较低温度下能自发进行 B . 25℃时平衡常数的值 $\text{[math]}$ C . 当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态 D . 再加入少量 $\text{[math]}$ 平衡正向移动

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12. (2023·南通) 用 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 可以合成甲醇。其主要反应为
反应I $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
反应Ⅱ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
在恒容密闭容器内，充入1mol $\text{[math]}$ 和3mol $\text{[math]}$ ，测得平衡时 $\text{[math]}$ 转化率，CO和 $\text{[math]}$ 选择性随温度变化如图所示[选择性 $\text{[math]}$ ]。
下列说法正确的是

A . 270℃时主要发生反应Ⅱ B . 230℃下缩小容器的体积，n(CO)不变 C . 250℃下达平衡时， $\text{[math]}$ D . 其他条件不变，210℃比230℃平衡时生成的 $\text{[math]}$ 多

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二、多选题

13. (2022高二下·如皋期末) 在容积为2L的恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在不同温度下发生反应： $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 的转化率与时间的关系如下图所示。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 时的反应速率大于 $\text{[math]}$ 时，其中 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 时的反应平衡常数 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 时，当容器中气体密度不再发生变化时，反应到达平衡状态 D . $\text{[math]}$ 时，若起始向容器中加入催化剂，2s时， $\text{[math]}$ 的转化率可能到达图中X点

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14. (2022高一下·宜春期末) 在一恒温恒容密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，一定条件下发生反应： $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（）

A . 反应进行到3min时，该反应达到平衡状态 B . 从反应开始到平衡， $\text{[math]}$ 的转化率为75% C . $\text{[math]}$ ，氢气的平均反应速率为 $\text{[math]}$ D . 反应进行到10min时，该反应放出热量49.0kJ

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15. (2022高一下·临湘期末) 在一体积为2 L的密闭容器中加入反应物N₂、H₂ ，发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g) $\text{[math]}$ 2NH₃(g)。反应过程中的部分数据如表所示，下列说法正确的是（）
n(N₂)
n(H₂)
n(NH)₃
0
1.0
1.2
0
2
0.9
4
0.75
6
0.3

A . 0～2 min内，NH₃的反应速率为0.05 mol·L^-1·min^-1 B . 2 min时，H₂的物质的量为0.3 mol C . 4 min时，反应已达到平衡状态，此时正、逆反应的速率都为0 D . 4～6 min内，容器内气体的总物质的量不变

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16. (2021高二上·邢台期末) 已知830℃时，可逆反应CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g)ΔH>0的平衡常数K=1。T℃下，在2L恒容密闭容器中，加入0.4mol CO₂和0.8molH₂ ，随着反应的进行，测得H₂O(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示。
t/min
0
10
20
30
40
70
90
c/(mol·L^-1)
0
0.04
0.07
0.09
0.10
0.12
0.12
关于该反应，下列说法正确的是（）

A . T<830 B . 20~40min内，v(H₂)=1.5×10^-2mol·L^-1·min^-1 C . 平衡后，仅增大压强，CO的体积分数将增大 D . 若向容器中充入0.8 mol CO₂和1.6molH₂ ，反应达到平衡的时间小于70min

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17. (2021高一下·邯郸期末) 一定条件下，在 $\text{[math]}$ 的平衡体系中，X、Y、Z的浓度分别是2 mol/L，0.8 mol/L、2.4 mol/L，则X在起始时的浓度不可能是（）

A . 3 mol/L B . 0.2 mol/L C . 4.4 mol/L D . 4.8 mol/L

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18. (2021高一下·湘西期末) 对于 $\text{[math]}$ ，一定条件下，将 $\text{[math]}$ X和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 通入 $\text{[math]}$ 的恒容密闭容器中，反应到 $\text{[math]}$ 时，测得Y的物质的量为 $\text{[math]}$ ，当反应达到平衡时测得放出 $\text{[math]}$ 热量，下列说法正确的是（）

A . 第 $\text{[math]}$ 时，Y的反应速率为 $\text{[math]}$ B . 前 $\text{[math]}$ 内，X的转化率为 $\text{[math]}$ C . 当有 $\text{[math]}$ 参与反应时，放出的热量为 $\text{[math]}$ D . 达到化学平衡状态时， $\text{[math]}$ 正 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 逆 $\text{[math]}$ ，且Z的浓度不再变化

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19. (2021高一下·沈阳期末) 相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应：X₂(g)+3Y₂(g)⇌2XY₃(g)△H＝-akJ/mol。实验测得反应的有关数据如表。
容器
反应条件
起始物质的量/mol
达到平衡所用时间/min
达平衡过程中的能量变化
X₂
Y₂
XY₃
①
恒容
1
3
0
10
放热 0.1a kJ
②
恒压
1
3
0
t
放热b kJ
下列叙述正确的是（）

A . 对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的值相同 B . ①中：从开始至10min内的平均反应速率υ(X₂)＝0.1mol/(L•min) C . ②中：X₂的平衡转化率小于10% D . b＞0.1a

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20. (2020高二上·宁波期末) 一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO₂(g)+ O₂(g) ⇌2SO₃(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：

	容器1	容器2	容器3
反应温度/K	700	700	800
反应物投入量	2molSO₂、1molO₂	4molSO₃	2molSO₂、1molO₂
平衡v_正(SO₂)/mol·L^-1·s^-1	v₁	v₂	v₃
平衡c(SO₃)/mol·L^-1	c₁	c₂	c₃
平衡体系总压强p/Pa	p₁	p₂	p₃
物质的平衡转化率α	α₁(SO₂)	α₂(SO₃)	α₃(SO₂)
平衡常数K	K₁	K₂	K₃

下列说法正确的是（）

A . v₁< v₂ ， c₂< 2c₁ B . K₁> K₃ ， p₂> 2p₃ C . v₁< v₃ ， α₁(SO₂ ) >α₃(SO₂ ) D . c₂> 2c₃ ， α₂(SO₃ )+α₃(SO₂ )<1

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21. (2020高二下·苏州期末) 在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应：2SO₂(g)+O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g) (正反应放热)。下列说法正确的是（）

容器编号	容器类型	初始体积	起始物质的量/mol			平衡时SO₃物质的量/mol
容器编号	容器类型	初始体积	SO₂	O₂	SO₃	平衡时SO₃物质的量/mol
I	恒温恒容	1.0 L	2	1	0	1.6
II	绝热恒容	1.0 L	2	1	0	a
III	恒温恒压	0.5 L	0	0	1	b

A . a＞1.6 B . b＜0.8 C . 平衡时v_正(SO₂)：v(I)＜v(II) D . 若起始时向容器I中充入1.0 mol　SO₂(g)、0.20 mol O₂(g)和4.0molSO₃(g)，则反应将向正反应方向进行

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22. (2020高二下·黔南州期末) 向起始温度为298K的10L刚性恒容密闭容器中充入1molNO和1molH₂发生反应：2NO（g）+2H₂（g） $\text{[math]}$ N₂（g）+2H₂O（g） $\text{[math]}$ 。已知①体系内总压强（P）与时间（t）的关系如图所示：

②曲线中平衡时的温度与起始时的温度相同。

则下列说法中错误的是（）

A . 该反应的 $\text{[math]}$ B . 0~10min内 $\text{[math]}$ C . 298K时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ D . 10min时反应达到平衡，NO的转化率为80%

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三、非选择题

23. (2023·全国甲卷) 甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
1. （1）已知下列反应的热化学方程式：
  ① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  
  ② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
  
  反应③ $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，平衡常数 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 表示)。
2. （2）电喷雾电离等方法得到的 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 等)与 $\text{[math]}$ 反应可得 $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应能高选择性地生成甲醇。分别在 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 下(其他反应条件相同)进行反应 $\text{[math]}$ ，结果如下图所示。图中 $\text{[math]}$ 的曲线是(填“a”或“b”。 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 的转化率为(列出算式)。
3. （3） $\text{[math]}$ 分别与 $\text{[math]}$ 反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以 $\text{[math]}$ 示例)。
  
  (ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
  
  (ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的能量变化应为图中曲线(填“c”或“d”)。
  
  (ⅲ) $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应，氘代甲醇的产量 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“＞”“＜”或“=”)。若 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应，生成的氘代甲醇有种。
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24. (2023·浙江1月选考) “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一， $\text{[math]}$ 还原 $\text{[math]}$ 是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：

Ⅰ： $\text{[math]}$

Ⅱ： $\text{[math]}$

请回答：

（1）有利于提高 $\text{[math]}$ 平衡转化率的条件是。
A．低温低压B．低温高压C．高温低压D．高温高压
（2）反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 表示)。
（3）恒压、 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量之比 $\text{[math]}$ 投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现 $\text{[math]}$ 高效转化。
①下列说法正确的是。
A． $\text{[math]}$ 可循环利用， $\text{[math]}$ 不可循环利用
B．过程ⅱ， $\text{[math]}$ 吸收 $\text{[math]}$ 可促使 $\text{[math]}$ 氧化 $\text{[math]}$ 的平衡正移
C．过程ⅱ产生的 $\text{[math]}$ 最终未被 $\text{[math]}$ 吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原 $\text{[math]}$ 需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入 $\text{[math]}$ ，测得一段时间内 $\text{[math]}$ 物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释 $\text{[math]}$ 物质的量上升的原因。

（4） $\text{[math]}$ 还原能力 $\text{[math]}$ 可衡量 $\text{[math]}$ 转化效率， $\text{[math]}$ (同一时段内 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量变化量之比)。

①常压下 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按物质的量之比 $\text{[math]}$ 投料，某一时段内 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出 $\text{[math]}$ 间R的变化趋势，并标明 $\text{[math]}$ 时R值。

②催化剂X可提高R值，另一时段内 $\text{[math]}$ 转化率、R值随温度变化如下表：

温度/℃	480	500	520	550
$\text{[math]}$ 转化率/%	7.9	11.5	20.2	34.8
R	2.6	2.4	2.1	1.8

下列说法错误的是

A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率

B．温度越低，含氢产物中 $\text{[math]}$ 占比越高

C．温度升高， $\text{[math]}$ 转化率增加， $\text{[math]}$ 转化率降低，R值减小

D．改变催化剂提高 $\text{[math]}$ 转化率，R值不一定增大

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25. (2022·海南) 某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应： $\text{[math]}$
回答问题：
1. （1）已知：电解液态水制备 $\text{[math]}$ ，电解反应的 $\text{[math]}$ 。由此计算 $\text{[math]}$ 的燃烧热(焓) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）已知： $\text{[math]}$ 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
  ①若反应为基元反应，且反应的 $\text{[math]}$ 与活化能(Ea)的关系为 $\text{[math]}$ 。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
  ②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，反应平衡后测得容器中 $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ 的转化率为，反应温度t约为℃。
3. （3）在相同条件下， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 还会发生不利于氧循环的副反应： $\text{[math]}$ ，在反应器中按 $\text{[math]}$ 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度( $\text{[math]}$ )如下表所示。
  催化剂
  t=350℃
  t=400℃
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  催化剂Ⅰ
  10.8
  12722
  345.2
  42780
  催化剂Ⅱ
  9.2
  10775
  34
  38932
  在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 的平均反应速率为 $\text{[math]}$ ；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是。
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26. (2023·马鞍山模拟) 我国力争2030年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。CO₂的综合利用是实现碳中和的措施之一。
1. （1） Ⅰ． CO₂和CH₄在催化剂表面可以合成CH₃COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)：
  决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为。
2. （2）下列说法正确的有。
  a．增大催化剂表面积可提高CO₂在催化剂表面的吸附速率
  b． CH₃COOH* 比CH₃COOH(g)能量高
  c．催化效果更好的是催化剂2
  d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
3. （3） Ⅱ． CO₂和 H₂在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ii。
  反应i： CO₂(g) + 3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g) + H₂O(g) ΔH₁ = -49.3 kJ·mol^-1
  反应ii： CO₂(g) + H₂(g $\text{[math]}$ CO(g)+ H₂O(g) ΔH₂
  有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH₂= kJ·mol^-1
4. （4）恒温恒容条件下，仅发生反应ii，反应达到平衡的标志是。
  a． CO的分压不再发生变化
  b．气体平均相对分子质量不再发生变化
  c．气体密度不再发生变化
  d． $\text{[math]}$ 比值不再发生变化
5. （5）在5.0MPa，将n(CO₂) ： n(H₂)=5 ： 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH₃OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO₂的转化率随温度的变化如图所示。
  ①表示平衡时CH₃OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是 (填“a”或“b”)。
  ②CO₂平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是。
  ③250℃时反应i： CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g)的 K_p=(MPa)^-2(用最简分数表示)。
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27. (2023·山东模拟) 近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点，在某 $\text{[math]}$ 催化加氢制 $\text{[math]}$ 的反应体系中，发生的主要反应如下：
Ⅰ. $\text{[math]}$
Ⅱ. $\text{[math]}$
回答下列问题：
1. （1）下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是____(填标号)。
  
  A . $\text{[math]}$ B . 平衡常数不再发生变化 C . 混合气体的密度不再发生变化 D . 混合气体中 $\text{[math]}$ 的百分含量保持不变
2. （2） $\text{[math]}$ 在催化剂作用下，将平均相对分子质量为16的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，已知反应Ⅱ的反应速率 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为速率常数，x为物质的量分数。
  ①当 $\text{[math]}$ 转化率达到60%时，反应达到平衡状态，这时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的平均相对分子质量为23，若反应Ⅱ的 $\text{[math]}$ ，平衡时反应速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；
  ② $\text{[math]}$ 经验公式为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为活化能，T为热力学温度，k为速率常数，R和C为常数，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、T、R的代数式表示)。
  ③由实验测得，随着温度的逐渐升高，反应Ⅰ为主反应，平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16，原因是。
3. （3）其他条件相同时，反应温度对 $\text{[math]}$ 选择性的影响如图所示：
  由图可知，温度相同时 $\text{[math]}$ 选择性的实验值略高于其平衡值，可能的原因是。
4. （4）利用甲醇分解制取烯烃，涉及反应如下。
  a. $\text{[math]}$
  b. $\text{[math]}$
  c. $\text{[math]}$
  恒压条件下，平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示：
  已知 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ ，平衡体系总压强为P，则 $\text{[math]}$ 反应c的平衡常数 $\text{[math]}$ 。
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28. (2023·汉中模拟) 有效去除大气中的H₂S、SO₂以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
1. （1）氨水可以脱除烟气中的SO_2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
  2NH₃(g) + H₂O(1) + SO₂(g)=(NH₄)₂SO₃(aq) ΔH=akJ/mol
  2NH₄HSO₃(aq)=((NH₄)₂SO₃ (aq) + H₂O(l) + SO₂(g) ΔH =bkJ/mol
  2(NH₄)₂SO₃(aq) + O₂(g)= 2(NH₄)₂SO₄ (aq) ΔH = ckJ/mol
  反应2NH₃(g) + 2NH₄HSO₃(aq)+O₂(g)= 2(NH₄)₂SO₄+(aq)的 ΔH = kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。
2. （2） H₂S与CO₂在高温下发生反应： H₂S(g) + CO₂(g) $\text{[math]}$ COS(g)+ H₂O(g)。在610K时，将。0.40 mol H₂S与0.20 mol CO₂充入5 L的空钢瓶中，反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。
  ①上述条件下H₂S的平衡转化事α₁= %。
  ②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，该反应的ΔH 0(填“<” “>”“<或=”)。
  ③在610 K时反应H₂S(g) + CO₂(g) $\text{[math]}$ COS(g) + H₂O(g)平衡建立的基础上，改变下列一种条件，能使H₂S平衡转化率增大的是 (填标号)。
  A．向容器中通入H₂S B．向容器中通入CO₂
  C．加入催化剂 D．缩小容器的体积
3. （3）在气体总压强分别为p₁和p₂时，反应2SO₃(g) $\text{[math]}$ 2SO₂ g) + O₂(g)在不同温度下达到平衡，测得SO₃(g)及SO₂(g)的物质的量分数如图所示：
  ①压强： p₂ p₁(填：“>”或”<”) ：判断的理由是。
  ②若p₁=8.1MPa，起始时充入a mol的SO₃(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数K_p= MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压-总压×物质的量分数)。
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29. (2023·黄山模拟) 氨基甲酸铵(H₂NCOONH₄)为尿素生产过程的中间产物，易分解。
已知：
Ⅰ.N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) ΔH₁= -92 kJ·mol^-1
Ⅱ. C(s)+O₂(g)⇌CO₂(g) ΔH₂= - 394 kJ·mol^-1
Ⅲ. N₂(g)+ 3H₂(g)+C(s)+O₂(g)⇌H₂NCOONH₄(s) ΔH₃= - 646 kJ·mol^-1
Ⅳ.H₂NCOONH₄(s)⇌2NH₃(g)+ CO₂(g) ΔH₄
回答下列问题：
1. （1） NH₃的空间构型为。NH₃的键角大于PH₃ ，分析原因：。
2. （2） ΔH₄=。 T℃下在某密闭容器中加入H₂NCOONH₄(s)，假设只发生反应Ⅳ，达平衡时测得NH₃的浓度为c₁；保持温度不变，加压(缩小容器的体积)，测得新的平衡条件下NH₃的浓度为c₂ ，则c₁c ₂(填“>” “<”或“=”)。反应Ⅳ在 (填“高温” “低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行。
3. （3）某温度下在一刚性的密闭容器中，充入等物质的量N₂和H₂发生反应Ⅰ，起始压强为1MPa， 10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则10min内v(N₂)=MPa/min。此时平衡常数K_p=。对于该条件下的反应，下列说法错误的是。
  A．当N₂的体积分数不变时，说明反应已经达到化学平衡状态
  B．温度升高化学反应速率加快，化学平衡常数增大
  C．其他条件不变时，若适当增加N₂的用量，可以提高H₂的平衡转化率
  D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但ΔH₁不变
4. （4）在一定的条件下，将AmolN₂和BmolH₂充入某体积固定的密闭容器中合成NH₃ ，在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应，反应相同时间后H₂的转化率与温度的关系如图：
  某学习小组的同学通过讨论得出结论： 200℃时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H₂的平衡转化率。判断依据是：。
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30. (2023·中卫模拟) 习近平主席在第75届联合国大会提出，我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。因此二氧化碳的固定和转化成为科学家研究的重要课题。
1. （1）以CO₂和H₂为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行：
  I．CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH=+41.3kJ·mol^-1
  Ⅱ.2CO(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₄(g)+2H₂O(g) ΔH=+210.5kJ·mol^-1
  CO₂加氢合成乙烯的热化学方程式为。
2. （2） 2021年9月24日，我国科学家在《Science》上发表论文《无细胞化学酶法从二氧化碳合成淀粉》，代表着人类人工合成淀粉领域的重大颠覆性和原创性突破。该实验方法首先将CO₂催化还原为CH₃OH，探究CH₃OH合成反应的化学平衡影响因素，有利于提高CH₃OH的产率，CO₂和H₂在某种催化剂作用下可同时发生以下两个反应：
  I．CO₂(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH=—48.5kJ·mol^-1
  Ⅱ.2CO₂(g)+5H₂(g) $\text{[math]}$ C₂H₂(g)+4H₂O(g) ΔH=+37.1kJ·mol^-1
  在压强为P，CO₂、H₂的起始投料为1：3的条件下，发生反应I、Ⅱ，实验测得CO₂的平衡转化率和平衡时CH₃OH的选择性随温度的变化如图所示：
  已知：CH₃OH的选择性= $\text{[math]}$
  ①有利于提高CH₃OH的选择性的措施有(填序号)。
  A．适当降温　　　　B．适当升温　　　　C．选择合适的催化剂
  ②温度高于350℃时，体系中发生的反应以(填“I”或“Ⅱ”)为主，并说明理由。
  ③其中表示平衡时CH₃OH的选择性的曲线是填“a”或“b”)。
  ④400℃时，在该压强及投料比的条件下，利用图示所给数据计算H₂的转化率为(保留三位有效数字)。
3. （3）二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷，温度控制在10℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中KHCO₃物质的量基本不变，则阴极反应式为。
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31. (2023·聊城模拟) 甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义
1. （1）一种重要的工业制备甲醇的反应为
  ① $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H
  ② $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H₁=+40.9kJ/mol
  ③ $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H₂=-90.4kJ/mol
  试计算 $\text{[math]}$ HkJ/mol。
2. （2）对于反应 $\text{[math]}$ ， v_正=k_正·p(CO²)·p³(H₂)，v_逆=k_逆·p(CH₃OH)·p(H₂)。其中k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，分别按初始投料比n(CO₂)：n(H₂)=3：1，n(CO₂)：n(H₂)=1：l、n(CO₂)：n(H₂)=1：3进行反应，测得H₂的平衡转化率随压强变化的关系如图所示：
  ①投料比n(CO₂)：n(H₂)=l：3的曲线是。(填“a”、“b”或“c”)
  ②已知点N在曲线b上，计算该温度下压强平衡常数Kp=(MPa)^-2.(用平衡分压代替平衡浓度计算)
  ③该温度下，测得某时刻p(CO₂)=0.2MPa，p(CH₃OH)=p(H₂O)=0.1MPa，p(H₂)=0.4MPa，此时v_正：v_逆=。(保留2位有效数字)
3. （3）甲醇催化制取丙烯的反应为： $\text{[math]}$ 。已知Arrhenius经验公式为 $\text{[math]}$ (其中E_a为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示：
  ①该反应的活化能E_a=kJ/mol。
  ②当用更高效催化剂时，请在图中画出Rlnk与 $\text{[math]}$ 关系的曲线。
4. （4）目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备： $\text{[math]}$ 　 $\text{[math]}$ H<0。在恒压密闭容器中通入一定量的CH₃OH和CO气体，测得甲醇的转化率随温度变化关系如图所示：
  ①温度为T₁时，该反应的正反应速率v(B)_正v(A)_逆(填“>”，“=”或“<”)。
  ②B、C、D三点逆反应速率由大到小的顺序为。[用“v(D)”、“v(C)”、“v(B)”表示]
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32. (2023·嘉兴模拟) 甲醇是一种理想的可再生清洁能源，近年来随着环保督查、碳双控等政策的实施，我国甲醇产能利用率不断提升。
I. $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 在一定条件下合成甲醇： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$
1. （1）根据如图相关物质的能量，计算 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
2. （2）向容积均为0.5L的恒容密闭容器中分别充入0.1mol $\text{[math]}$ 和0.3mol $\text{[math]}$ ，在两种催化剂(I和II)、不同温度下发生上述反应，经过相同时间，测得 $\text{[math]}$ 的转化率与温度的关系曲线如图所示(已知此实验条件下催化剂均未失活)。下列说法正确的是____。
  
  A . 催化效率较高的是催化剂II B . A点 $\text{[math]}$ 一定小于C点的 $\text{[math]}$ C . C点的正反应速率： $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 温度区， $\text{[math]}$ 的转化率随温度升高均增大的原因是：反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内 $\text{[math]}$ 转化率增大
3. （3）将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别充入甲、乙两个恒容密闭容器中发生反应，相关数据如下表所示，测得不同温度下甲容器内 $\text{[math]}$ 的平衡转化率曲线甲如图所示。
  
  容积
  $\text{[math]}$
  $\text{[math]}$
  甲容器
  VL
  1mol
  amol
  乙容器
  VL
  2mol
  2amol
  ①请在图中画出乙容器中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率曲线乙。
  ②当乙容器中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率与甲容器M点相同时，该反应的平衡常数之比 $\text{[math]}$ 。
4. （4） II.已知反应 $\text{[math]}$ 是目前大规模制取氢气的方法之一。
  实验发现，其他条件不变时向上述体系中投入一定量的CaO，反应相同时间测得 $\text{[math]}$ 的体积分数增大，其可能的原因是。
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33. (2023·长宁模拟) CS₂是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S₈)与CH₄为原料制备CS₂ ， S₈受热分解成气态S₂ ，发生反应2S₂(g)+CH₄(g) $\text{[math]}$ CS₂(g)+2H₂S(g)，回答下列问题：
1. （1） CH₄的立体构型为，CS₂分子的电子式为。
2. （2）某温度下若S₈完全分解成气态S₂。在恒温恒容密闭容器中S₂与CH₄物质的量比为2∶1时开始反应。
  ①当CS₂的体积分数为10%时，CH₄的转化率为。
  ②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是(填序号)。
  a．气体密度 b．气体总压 c．CH₄与S₂体积比 d．CS₂的体积分数
3. （3）一定条件下，CH₄与S₂反应中CH₄的平衡转化率、S₈分解产生S₂的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS₂的反应为(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃可能的原因是：。
4. （4）用燃煤废气(含N₂、O₂、SO₂、CO₂、H₂O等)使尾气中的H₂S转化为单质硫S，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式。燃煤废气中常含有的NO_x也能使H₂S转化为单质硫S，完成其化学方程式，并标出电子转移的方向和数目(用含X的代数式表示)。
  H₂S＋ NO_x＝ S＋＋ N₂
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34. (2023·闵行模拟) 冷冻氨碳捕集技术，要先用氨吸收CO₂生成盐，然后在高温下使CO₂再生。
吸收CO₂的主要化学反应：
2NH₃(aq)＋CO₂(g)＋H₂O(l) $\text{[math]}$ (NH₄)₂CO₃(aq)＋99.3kJ
NH₃(aq)＋CO₂(g)＋H₂O(l) $\text{[math]}$ NH₄HCO₃(aq)＋26.4kJ
2NH₃(aq)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ NH₂COONH₄(aq)＋135.9kJ
1. （1）吸收CO₂时宜选用，(选填“低温”或“高温”)理由、。(列举两点)
2. （2）再生的CO₂可直接用于合成乙醇。
  2CO₂(g)＋6H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g)
  该反应的化学平衡常数表达式K=。
3. （3）在恒温恒容的密闭容器中反应，可以判断已达平衡状态的是。(选填编号)
  a.2v(CO₂)_正=3v(H₂O)_逆
  b．容器中总压强不变
  c．容器中混合气体的密度不变
  d．容器中CO₂的体积分数不变
4. （4）干燥的NH₃和CO₂可生成较纯净的氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)，氨基甲酸铵易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱。取二份氨基甲酸铵溶液，测定15℃、25℃时水解反应速率，得到c(NH₂COO^﹣)随时间变化趋势如图所示。
  写出氨基甲酸铵水解的离子方程式。
5. （5）根据图中信息回答：25℃，0~10min内NH₂COO^﹣的平均水解速率v(NH₂COO^﹣)= 。判断NH₂COO^﹣的水解速率随温度升高而增大的理由是。
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35. (2023·重庆市模拟) 氨具有较高的含氢量，可用作内燃机的燃料。
1. （1）液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为 $\text{[math]}$ 。写出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在液氨中发生中和反应的化学方程式为。
2. （2）合成氨反应的方程式为： $\text{[math]}$ ，恒压密闭容器中，起始时 $\text{[math]}$ ，不同温度(T)下平衡混合物中 $\text{[math]}$ 物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
  ①25℃时， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的燃烧热 $\text{[math]}$ 分别为akJ/mol和bkJ/mol，上述合成氨反应的焓变为kJ/mol。
  ②A点的温度迅速从 $\text{[math]}$ 变为 $\text{[math]}$ ，则此时浓度商QK( $\text{[math]}$ )(填“>”“<”或“=”)。
  ③ $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
  ④合成氨逆反应速率方程为： $\text{[math]}$ ，式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，v(逆)的变化过程为。
3. （3）合成氨也可以通过电化学过程实现，其装置如图所示。
  ①导线中电子流动方向为。
  ②生成 $\text{[math]}$ 的电极反应式为。
  ③若惰性电极2的电流效率η为75%，则惰性电极2处 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为。( $\text{[math]}$ )
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试卷信息

小学

初中

高中

高考二轮复习知识点：化学平衡的计算2

副标题：

*注意事项：

高考二轮复习知识点：化学平衡的计算2

化学考试

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析

时间段/ $\text{[math]}$	产物Z的平均生成速率/ $\text{[math]}$
0～2	0.20
0～4	0.15
0～6	0.10

容器	n(CO₂)/mol	n(C)/mol	n(CO)/mol
甲	0.2	0.6	0
乙	0.4	0.8	0
丙	X<0.6	1	0

	甲	乙	丙	丁
c(H₂)/(mol•L^-1)	0.01	0.02	0.01	0.02
c(I₂)/(mol•L^-1)	0.01	0.01	0.01	0.01
c(HI)/(mol•L^-1)	0	0	0.02	0.02

t/s	0	20	40	60	80
n(N₂O₄)/mol	0.100	0.062	0.048	0.040	0.040
n(NO₂)/mol	0	0.076	0.104	0.120	0.120

温度（℃）	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强（ $\text{[math]}$ ）	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度（ $\text{[math]}$ ）	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

容器	反应条件	起始物质的量/mol			达到平衡所用时间/min	达平衡过程中的能量变化
容器	反应条件	X₂	Y₂	XY₃	达到平衡所用时间/min	达平衡过程中的能量变化
①	恒容	1	3	0	10	放热 0.1a kJ
②	恒压	1	3	0	t	放热b kJ

催化剂	t=350℃		t=400℃
催化剂	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
催化剂Ⅰ	10.8	12722	345.2	42780
催化剂Ⅱ	9.2	10775	34	38932

	容积	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
甲容器	VL	1mol	amol
乙容器	VL	2mol	2amol

	n(N₂)	n(H₂)	n(NH)₃
0	1.0	1.2	0
2	0.9
4		0.75
6			0.3

t/min	0	10	20	30	40	70	90
c/(mol·L^-1)	0	0.04	0.07	0.09	0.10	0.12	0.12