1、 以速率、平衡为中心的反应原理综合题以速率、平衡为中心的反应原理综合题 A 卷 1汽车尾气(主要成分为 NOx和 CO)已成为主要的空气污染物来源之一，有发生光化学 烟雾污染的潜在危险。 (1)某小组同学为研究光化学烟雾的形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为 CxHy(烃)、NO、NO2、O3、PAN (CH3COOONO2)，各种物质的相对浓度随时间的变化如图。 根据图中数据，下列推论最不合理的是_。(填选项序号字母) aNO 的消失的速率比 CxHy快 bNO 生成 NO2 cCxHy及 NO2可以生成 PAN 及 O3 dO3生成 PAN (2)一定条件下，将 2 mol NO 与
2、2 mol O2置于恒容密闭容器中发生反应 2NO(g) O2(g)2NO2(g)，下列可判断反应达平衡的是_。(填选项序号字母) a体系压强保持不变 b混合气体密度保持不变 cNO 和 O2的物质的量之比保持不变 d每消耗 2 mol NO 同时生成 2 mol NO2 (3)高温下 N2和 O2发生 N2(g)O2(g)2NO(g)反应，是导致汽车尾气中含有 NO 的原 因之一。 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)2NO(g)为_(填“吸热”或“放热”)反 应。 2 000时， 向容积为 2
3、 L 的密闭容器中充入 10 mol N2与 5 mol O2， 达到平衡后 NO 的 物质的量为 2 mol，则此刻反应的平衡常数 K_。该温度下，若开始时向上述容器中 充入 N2与 O2均为 1 mol，则达到平衡后 N2的转化率为_。 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 NOx的排放，常采用 CxHy(烃)催化还原 NOx消除氮氧化物的污染。 例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g) H1574 kJ/mol CH4(g)4NO(g)=
4、2N2(g)CO2(g)2H2O(g) H2 若 16 g CH4还原 NO2至 N2，共放出热量 867 kJ，则 H2_。若用标准状况 下 4.48 L CH4还原 NO2至 N2，共转移的电子总数为_(阿伏加德罗常数的值用 NA 表示)。 解析 (1)a，根据图示，在一段时间内，NO 消失的速率比 CxHy快，a 项合理；b，由图 示，开始 NO 减少的同时 NO2增多，NO 生成 NO2，b 项合理；c，由图示，CxHy、NO2减少 的同时 PAN、O3增多，结合原子守恒，CxHy及 NO2可生成 PAN 和 O3，c 项合理；d，O3浓 度始终增大，O3不会生成 PAN，d 项不合理
5、。 (2)a，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，建立平衡过程中气体分子物质的量减 小，在恒温恒容容器中，体系压强减小，平衡时气体分子物质的量不变，体系压强不变，体 系压强不变能判断反应达到平衡；b，该反应中所有物质都是气体，根据质量守恒定律，混合 气体的质量始终不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终不变，混合气体密度保持不变 不能说明反应达到平衡；c，起始 NO 和 O2物质的量相等，建立平衡过程中转化的 NO 和 O2 物质的量之比为 21，建立平衡过程中 NO 和 O2物质的量之比减小，平衡时 NO 和 O2物质 的量之比不再变化， NO 和 O2物质的量之比保持不变说明反应达到平衡
6、； d， 每消耗 2 mol NO 同时生成 2 mol NO2只表示正反应，不能说明反应达到平衡；能说明反应达到平衡的是 ac。 (3)由图像可见 T2先出现拐点，说明 T2反应速率快，则 T2T1；T2平衡时 N2的体积分 数小于 T1时， 说明升高温度， 反应 2NO(g)N2(g)O2(g)逆向移动， 反应 2NO(g)N2(g) O2(g)的逆反应为吸热反应，即 N2(g)O2(g)2NO(g)为吸热反应。 用三段式 N2(g)O2(g)2NO(g) n(起始)(mol) 10 5 0 n(转化)(mol) 1 1 2 n(平衡)(mol) 9 4 2 平衡时 N2、O2、NO 物质
7、的量浓度依次为 4.5 mol/L、2 mol/L、1 mol/L，反应的平衡常 数 K c2NO cN2 cO2 12 4.52 1 90.11。若开始向容器中充入 N2与 O2 均为 1 mol，设从开始到 平衡时转化 N2物质的量为 x，用三段式 N2(g)O2(g)2NO(g) n(起始)(mol) 1 1 0 n(转化)(mol) x x 2x n(平衡)(mol) 1x 1x 2x 平衡时 N2、O2、NO 物质的量浓度依次为(1x)/2 mol/L、(1x)/2 mol/L、x mol/L，K c2NO cN2 cO2 1 9 x2 1x 2 2，解得 x 1 7 mol，达到平
8、衡后 N2的转化率为 1 7 mol 1 mol 1 70.143。 根据图示，发生的反应为 2NOO2=2NO2(式)，NO2与 CO 在催化剂作用下生成 CO2和 N2，反应为 2NO24CO= 催化剂 N24CO2(式)，将式式，得总化学反应方程式 为：4CO2NOO2 = 催化剂 N24CO2。 (4)16 g CH4还原 NO2至 N2共放出热量 867 kJ，即 1 mol CH4还原 NO2至 N2共放出热量 867 kJ， 据此可写出热化学方程式： CH4(g)2NO2(g)=CO2(g)2H2O(g)N2(g) H867 kJ/mol(式)，CH4(g)4NO2(g)=4NO
9、(g)CO2(g)2H2O(g) H1574 kJ/mol(式)， 将式2式得 CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g) H22HH1 2(867 kJ/mol)(574 kJ/mol)1 160 kJ/mol。n(CH4) 4.48 L 22.4 L/mol0.2mol，在反应中 CH4被氧化成 CO2，则反应中转移电子物质的量为 0.2 mol81.6 mol，转移电子总数为 1.6NA。 答案 (1) d (2) ac (3) 吸热 1/9 或 0.11 1/7 或 14.3% 2NOO2 4CO= 催化剂 4CO2N2 (4) 1 160 kJ mol 1 1.
10、6N A 2(2019 浙江八校联考).为减少碳排放，科学家提出利用 CO2和 H2反应合成甲醇，其 反应原理为 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。 (1)上述反应常用 CuO 和 ZnO 的混合物作催化剂。经研究发现，催化剂中 CuO 的质量分 数对 CO2的转化率和 CH3OH 的产率有明显影响。实验数据如表所示： w(Cu O) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CH3O H 的 20% 30% 35% 50% 65% 60% 55% 54% 50% 45% 产率 CO2的 转化 率 10% 12% 15% 20% 45% 42% 40%
11、36% 30% 15% 根据数据表判断，催化剂中 CuO 的最佳质量分数为_。 (2)已知：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H141 kJ mol 1； CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H291 kJ mol 1。 写 出 由CO2和H2制 备 甲 醇 蒸 气 并 产 生 水 蒸 气 的 热 化 学 方 程 式 ： _ _。 (3)甲醇是清洁能源。某甲醇燃料电池的电解质为稀硫酸， 其能量密度为 5.93 kW h kg 1。 该电池的负极反应式为_。若甲醇的燃烧热为 H726.5 kJ mol 1，该 电池的能量利用率为_(结果精确到小数点后 1 位数字)。(已知 1 kW
12、 h3.6106 J) . 利 用 CO 和 H2在 催 化 剂 的 作 用 下 合 成 甲 醇 ， 发 生 如 下 反 应 ： CO(g) 2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比 12 充入 CO 和 H2，测得 平衡混合物中 CH3OH 的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图 1 所示。现有两个体 积相同的恒容密闭容器甲和乙，向甲中加入 1 mol CO 和 2 mol H2，向乙中加入 2 mol CO 和 4 mol H2，测得不同温度下 CO 的平衡转化率如图 2 所示。 (1)该反应的 H_(填“”、“”或“”，后同)0，p1_p2。 (2)达到平衡
13、时，反应速率：A 点_B 点。平衡常数：C 点_D 点。 (3)在 C 点时，CO 的转化率为_。 (4)L、M 两点容器内压强：p(M)_2p(L)。 解析 .(1)根据数据表知， 氯化铜的质量分数为 50%时 CO2的转化率和 CH3OH 的产率 最高。(2)根据盖斯定律知，得 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H50 kJ mol 1。(3)甲醇在负极上发生氧化反应生成二氧化碳和氢离子。取 1 mol 甲醇计算：放出 总热量 Q 为 726.5 kJ， 电池放电能量 E5.93 kW h kg 10.032 kg3 600 kJ (kW h)1683.1 kJ，该电池
14、的能量利用率为683.1 kJ 726.5 kJ100%94.0%。 .(1)从图示可以看出，随温度升高，平衡混合物中 CH3OH 的体积分数不断减小，说明 该反应为放热反应，H0；因为该反应是气体体积缩小的反应，图示中从 C 点到 B 点，平 衡混合物中 CH3OH 的体积分数增大，反应向正反应方向移动，所以 p1p2。(2)A 点与 B 点 相比较，B 点压强大、温度高，反应速率快；C 点与 D 点相比较，虽然压强不同，但温度相 同，所以平衡常数相同。(3)假设 CO 的转化率为 x，CO、H2的起始物质的量分别为 1 mol、2 mol， CO(g) 2H2(g) CH3OH(g) 起始
15、物质的量： 1 mol 2 mol 0 变化物质的量： x mol 2x mol x mol 平衡物质的量： (1x)mol (22x)mol x mol 根据题意：x mol (1x)mol(22x)molx mol100%50%，x0.75。 (4)如果不考虑平衡移动，容器乙中气体总物质的量是容器甲中气体总物质的量的两倍， p(M)2p(L)，但现在容器乙温度高，反应又是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动， 气体的物质的量增加，所以 p(M)2p(L)。 答案 .(1)50% (2)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H50 kJ mol 1 (3)CH3OH6e
16、H 2O=CO26H 94.0% .(1) (2) (3)75% (4) 3 (2019 河南六校联考)无色气体 N2O4是一种强氧化剂， 为重要的火箭推进剂之一。 N2O4 与 NO2转换的热化学方程式为 N2O4(g)2NO2(g) H24.4 kJ/mol。 (1)将一定量 N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是 _。 av正(N2O4)2v逆(NO2) b体系颜色不变 c气体平均相对分子质量不变 d气体密度不变 达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次到达平衡时，混合气体颜色 _(填 “变 深”“变浅”或“不变”)，判断理由 _ _。 (2)平衡常数 K 可用反
17、应体系中气体物质分压表示， 即 K 表达式中用平衡分压代替平衡浓 度，分压总压物质的量分数例如：p(NO2)p总x(NO2)。写出上述反应平衡常数 Kp表 达式 _(用 p总、各气体物质的量分数 x 表示)；影响 Kp的因 素_。 (3)上述反应中，正反应速率 v正k正 p(N2O4)，逆反应速率 v逆k逆 p2(NO2)，其中 k正、 k逆为速率常数，则 Kp为_(以 k正、k逆表示)。若将一定量 N2O4投入真空容器中恒温恒压 分解(温度 298 K、压强 100 kPa)，已知该条件下 k正4.8104 s 1，当 N 2O4分解 10%时，v正 _kPa s 1。 (4)真空密闭容器中
18、放入一定量 N2O4，维持总压强 p0恒定，在温度为 T 时，平衡时 N2O4 分解百分率为 。保持温度不变，向密闭容器中充入等量 N2O4，维持总压强在 2p0条件下分 解，则 N2O4的平衡分解率的表达式为_。 解析 (1)根据平衡定义，v正v逆系数比，反应达到平衡状态，2v正(N2O4)v逆(NO2)， a 错误；体系颜色不变，说明 NO2浓度不变，一定达到平衡状态，b 正确；气体质量不变、 反应中气体物质的量改变，根据 Mm总 n总，气体平均相对分子质量为变量，当气体平均相对 分子质量不变时，一定达到平衡状态，c 正确；气体质量不变、体积不变，m v，密度为恒 量，气体密度不变不一定平
19、衡，d 错误。N2O4(g)2NO2(g) H24.4 kJ/mol，正反应 是吸热反应，达到平衡后，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2浓度增大，则混合 气体颜色变深。 (2)平衡常数 Kp表达式p 总 x2NO2 xN2O4 ；影响平衡常数 K 的因素是温度，所以影响 Kp的因素 也是温度。 (3)上述反应中，正反应速率 v正k正 p(N2O4)，逆反应速率 v逆k逆 p2(NO2)，其中 k正、 k逆为速率常数，平衡时 v正v逆，k正 p(N2O4)k逆p2(NO2)，Kp为k 正 k逆。若将一定量 N2O4 投入 真空容器中恒温恒压分解(温度 298 K、压强 100 kPa)，
20、已知该条件下 k正4.8104 s 1。当 N2O4分解 10%时，v正4.8104100 kPa0.9 1.13.910 6 kPa s1。 (4)真空密闭容器中放入一定量 N2O4，维持总压强 p0恒定，设 N2O4初始浓度为 x，列式： N2O4(g) 2NO2(g) 起始 x 0 转化 x 2x 平衡 xx 2x 向密闭容器中充入等量 N2O4，维持总压强在 2p0条件下，则 N2O4初始浓度为 2x，列式： N2O4(g) 2NO2(g) 起始/(mol) 2x 0 转化/(mol) 2x 4x 平衡/(mol) 2x2x 4x 2x2 xx 4x2 2x2x， 2 22 1 2 。
21、 答案 (1)bc 变深 正反应是吸热反应， 其他条件不变， 温度升高平衡正向移动， c(NO2) 增加，颜色加深 (2)p总 x2(NO2)/x(N2O4) 温度 (3)k正/k逆 3.9106 (4) 2 22 1 2 4(2019 山东潍坊质检)用 NH3催化还原 NxOy可以消除氮氧化物的污染。 已知： 反应：4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l) H1 反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g) H2(且|H1|2|H2|) 反应：4NH3(g)6NO2(g)5N2(g)3O2(g)6H2O(l) H3 反应和反应在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表： 温度/K 反
22、应 反应 已知：K2K1K2K1 298 K1 K2 398 K1 K2 (1)推测反应是_反应(填“吸热”或“放热”) (2)相同条件下，反应在 2 L 密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生 N2的量随时间 变化如图所示。 计算 04 分钟在 A 催化剂作用下，反应速率 v(NO)_。 下列说法正确的是_。 A该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)Ea(B)Ea(C) B增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数 C单位时间内 HO 键与 NH 键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡 D若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当 K 值不变时，说明反应已达到平衡 (3)一定条件下，反应
23、达到平衡时体系中 n(NO)n(O2)n(NO2)212。在其他条 件不变时，再充入 NO2气体，分析 NO2体积分数(NO2)的变化情况：恒温恒压容器， (NO2)_；恒温恒容容器，(NO2)_(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (4)一定温度下，反应在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为 3 L，c(N2)与反 应时间 t 变化曲线 X 如图所示，若在 t1时刻改变一个条件，曲线 X 变为曲线 Y 或曲线 Z。则： 变为曲线 Y 改变的条件是_。变为曲线 Z 改变的条件是 _。 若 t2时降低温度，t3时达到平衡，请在图中画出曲线 X 在 t2t4内 c(N2)的变化曲线。 解析 (
24、1)分析表中数据可知，对于反应和反应，温度升高时，K 值减小，平衡逆向 移动， 故两个反应都是放热反应， 焓变小于 0。 将反应反应3 得反应， 则 H3H1 3H22H23H2H2，因为 H20，反应是吸热反应。(2)v(NO) 6 5v(N2) 2.5 mol 2 L4 min 6 50.375 mol L 1 min1。生成的 N 2越多，则活化分子越多，活化 能降低，A 错误；增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子的浓度，活化分子的 百分数不变，B 错误；单位时间内 HO 键与 NH 键断裂的数目相等时，说明正反应速率 等于逆反应速率，反应已经达到平衡，C 正确；若在恒容绝热的
25、密闭容器中发生反应，当 K 值不变时，说明反应已经达到平衡，D 正确。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡，(NO2) 不变； 恒温恒容容器， 再充入 NO2气体， 等效于增大压强， 平衡正向移动， (NO2)变大。 (4) 曲线 Y 比曲线 X 先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线 Z 条件下， N2的浓度由 2 mol L 1 瞬间增大到 3 mol L 1，容器体积应由 3 L 减小到 2 L，改变的条件是： 将容器的体积快速压缩至 2 L。该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动，c(N2)在 原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。 答案 (1)吸热 (2)0.3
26、75 mol L 1 min1 CD (3)不变 变大 (4)加入催化剂 将容器的体积快速压缩至 2 L 图像如图 5(2019 山西吕梁检测)合成气(CO、H2)可用于合成低碳烯烃、甲醇、二甲醚等化工产 品。回答下列问题： (1)一种利用 CO2和 H2O 热化学循环制取合成气的示意图如图 1 所示： 图 1 上述 ZnO 分解系统中，能量的转化方式是_。 上述过程中，需要较高能量的系统是_(填“”或“”)。 (2)用转炉熔渣制取合成气时，涉及反应如下，反应温度与 lg K 的关系如图 2 所示。 图 2 .CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H1 .CH4(g)H2O(g)C
27、O(g)3H2(g) H2 .CaO SiO2 3FeO(s)H2O(g)CaO SiO2 FeO Fe2O3(s)H2(g) H3 H3_0(填“”“”或“”)。 反应 CH4(g)2H2O(g)CO3(g)4H2(g)的 H_(用 H1、H2表示)。 设计用转炉熔渣制取合成气的可能原因是 _ _。 (3)在三个密闭容器中，按起始物质的量之比 n(H2)n(CO)21，将 CO 和 H2充入容 器中，在不同的温度和压强下，发生反应：CO(g)2H2(g)CH3(OH)(g)。CO 的转化率与 温度的关系如图 3 所示： 图 3 p1_p2(填“”“”或“”)； 反应速率 v(X)_v(Y)(
28、填“”“” 或“”)。 X 点处，该反应的平衡常数为_(用平衡分压表示、分压等于总压乘以物质的量 分数)。 提 高CO的 转 化 率 除 改 变 温 度 和 压 强 外 还 可 采 取 的 措 施 是 _(任写一条)。 解析 (1)由图 1 可知，ZnO 分解需要吸收热量，故太阳能先转化为热能，然后再转化 为化学能。系统需要吸热，系统放出热量，故需要较高能量的系统是。(2)由图 2 可知，反应随着温度的升高，lg K 逐渐减小，即 K 逐渐减小，故平衡逆向移动，该反应的 正反应为放热反应，H30。2即得 CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g)，故 H 2H2H1。由图 2 可知，随
29、着温度的升高，反应和的 lg K 逐渐增大，故反应和 的正反应是吸热反应，需要外界提供能量，而转炉溶渣有余热，且反应的正反应是放热 反应，它们都可以为反应和提供能量。(3)温度相同时，p1p2，CO 的转化率减小，反 应 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)逆向移动，则改变的条件是减小压强，因此 p1p2。其他条 件相同，Y 点处的温度高于 X 点处，故反应速率 v(X)v(Y)。设起始时 CO(g)和 H2(g)的物 质的量分别为 1 mol 和 2 mol，X 点对应 CO 的转化率为 50%，由反应方程式可知，平衡时 CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的物质的量分别为 0.5 m
30、ol、1 mol、0.5 mol，故它们的分压分别为1 4 2 MPa0.5 MPa、1 22 MPa1 MPa、 1 42 MPa0.5 MPa，则平衡常数为 0.5 0.5121。 要提高 CO 的转化率，即使平衡正向移动，可以增大 H2和 CO 的起始投料比或及时从体系中 分离出 CH3OH。 答案 (1)太阳能热能化学能 (2) 2H2H1 反应的正反 应和反应的正反应是吸热反应，利用转炉熔渣的余热和反应的正反应放出的热量为反应 和提供能量 (3) 增大起始时 H2和 CO 的投料比(或及时从体系中分 离出 CH3OH 等合理答案) 6(2019 河北廊坊检测)化学反应原理知识在指导工
31、业生产和环保等方面具有重要作用， 请回答下列问题： (1)已知热化学方程式： 2C(s)H2(g)=C2H2(g) H1 C(s)O2(g)=CO2 H2 H2(g)1 2O2(g)=H2O(l) H3 则表示乙炔燃烧热的热化学反应方程式为 _ _。 (2)在刚性反应器中加入 2 mol SO2、 1 mol O2， 发生反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H 0，T时反应体系的总压强 p 随时间 t 的变化如表所示： t/min 0 5 10 15 20 25 40 p/kPa 20.0 19.5 18.3 16.0 16.0 16.0 22.0 平衡时，SO2的转化率 _%。 T
32、时该反应的平衡常数 Kp为_气体分压(p分)气体总压(p总)气体体积分 数，Kp为以分压表示的平衡常数，计算结果保留 1 位小数。 如图分别表示焓变(H)、混合气体平均摩尔质量(M )、SO 2质量分数w(SO2)和混合气 体压强(p)与反应时间(t)的关系， 其中所示正确且能表明该反应达到平衡状态的是_(填 标号)。 40 min 时，改变的条件可能是_(写 2 点)。 (3)工业尾气中的 SO2，可用甲烷，O2燃料电池(KOH 溶液作电解液)联合氯碱工业进行处 理并回收。其方法为将含 SO2的尾气通入电解饱和食盐水所得溶液中得到 NaHSO3溶液； 将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸；
33、将盐酸加入 NaHSO3溶液中得 SO2气体从 而进行回收。若用上述方法处理 SO2体积分数为 x 的工业尾气 V L(标准状况)，需要甲烷的质 量是_g。 解析 (1)根据盖斯定律， 2， 可得 C2H2(g)5 2O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H 2H2H1H3，即为表示乙炔燃烧热的热化学方程式。 (2)设平衡时 O2转化了 x mol，根据“三段式”法： 2SO2(g) O2(g)2SO3(g) 起始(mol) 2 1 0 转化(mol) 2x x 2x 平衡(mol) 22x 1x 2x 平衡时，气体总物质的量为(3x)mol，由表中数据可知，起始时总压强为 20.0 kPa
34、，平 衡时总压强为 16.0 kPa， 则有 3 3x 20.0 16.0， 解得 x0.6， 则平衡时 SO2 的转化率 20.6 mol 2 mol 100%60%。反应达平衡时，SO2的分压16.0 kPa0.8 2.4 16 3 kPa，O2的分压16.0 kPa0.4 2.4 8 3 kPa，SO3 的分压16.0 kPa1.2 2.48 kPa，Kp 82 16 3 28 3 27 320.8 kPa 1。始 态和终态不变，温度不变，焓变(H)始终不变，图示正确，但其不能表明该反应达到平衡状 态，A 项错误；体系内物质都是气体，M m n总，m 为定值，随着反应的进行，气体总物质的
35、 量减小，M 增大，当M不变时，反应达到平衡状态，B 项正确；随着反应的进行，w(SO 2)逐 渐减小，w(SO2)不变时反应达到平衡状态，C 项正确；反应前后气体总物质的量减小，则随 着反应的进行，混合气体压强降低，图示为压强增大，D 项错误。反应在刚性容器中进行， 40 min 时，体系的总压强增大，增大气体压强的方法一是升高温度(平衡逆向移动，物质的量 增大，压强增大)，二是增加气体的物质的量。(3)以 KOH 溶液作电解液的甲烷燃料电池中通 入甲烷的一极为原电池的负极， 电极反应式为 CH48e 10OH=CO2 37H2O。 电解饱和 食盐水溶液的总反应为 2NaCl2H2O= 通电
36、 2NaOHH2Cl2，吸收 SO2的反应为 SO2 NaOH=NaHSO3，得到关系式 CH48e 8NaOH8SO 2，m(CH4)nSO 2 8 16 g/mol xV/22.4 8 mol16 g/mol xV 11.2 g。 答案 (1)C2H2(g) 5 2 O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H2H2H1H3 (2)60 0.8 BC 升高温度、增加气体的物质的量(合理即可) (3) xV 11.2 B 卷 1 (2019 陕西咸阳检测)氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要应用， 减少氮的氧化 物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。 (1)已知：N2(g)O2(g)=2
37、NO(g) H180.5 kJ/mol C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ/mol 2C(s)O2(g)=2CO(g) H221 kJ/mol 若某反应的平衡常数表达式为：k cN2 c2CO2 c2NO c2CO，请写出此反应的热化学方程式： _。 (2)N2O5 在一定条件下可发生分解：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)，某温度下恒容密闭容 器中加入一定量 N2O5，测得 N2O5 浓度随时间的变化如下表： t/min 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 c(N2O5)/ (mol/L) 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.
38、17 反应开始时体系压强为 P0，第 2.00 min 时体系压强为 P1，则 P1P0_。 2.005.00 min 内用 NO2表示的该反应的平均反应速率为_。 一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量 N2O5 进行该反应，能判断反应已达到化 学平衡状态的是_(填字母序号)。 aNO2 和 O2 的浓度比保持不变 b容器中压强不再变化 c2v 正(NO2)v 逆(N2O5) d气体的平均相对分子质量为 43.2，且保持不变 (3)平衡常数 Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的，即将 K 表达式中平衡浓度用 平衡分压代替，分压总压物质的量分数，例如：p(NO2)p 总(NO2)。N2O4
39、 与 NO2 转 换的热化学方程式为 N2O4(g)2NO2(g) H24.4 kJ/mol，上述反应中，正反应速率 v 正k正 p(N2O4)，逆反应速率 v逆k逆 p2(NO2)，其中 k正、k逆为速率常数，则 Kp 为_(以 k 正、k逆表示)。 (4)如图是密闭反应器中按 n(N2)n(H2)13 投料后，在 200、400、600下，合 成 NH3 反应达到平衡时，混合物中 NH3的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为 放热反应。曲线 a 对应的温度是_。 M 点对应的 H2 的转化率是_。 解析 (1)若某反应的平衡常数表达式为：k cN2 c2CO2 c2NO c2CO，反
40、应为 2NO(g) 2CO(g)N2(g)2CO2(g)，将题目中反应依次编号为，由盖斯定律2得 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) H746.5 kJ mol 1； (2)相同条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比。 2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) c(起始)/(mol/L) 1.00 0 0 c(转化)/(mol/L) 0.5 1.0 0.25 c(2min)/(mol/L) 0.5 1.0 0.25 反应前后气体的压强之比等于其物质的量之比，所以 PP0(0.51.00.25)mol1.00 mol1.75,2.00 min5.00 min 内，v(N2O5)
41、0.5 mol/L0.17 mol/L 5 min2 min 0.11 mol/(L min)，再根 据同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比得 v(NO2)2v(N2O5)0.22 mol L 1 min1。 a.NO2和 O2的浓度比始终都不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，故 a 错误； b.容器中压强不再变化，反应已达到化学平衡状态，故 b 正确；c.v正(NO2)2v逆(N2O5)才表 明达到化学平衡状态，故 c 错误；d.假设全部反应生成二氧化氮和氧气，气体平均相对分子 质量44632 5 43.2，平衡时，反应为可逆反应，气体的平均相对分子质量为大于 43.2， 且
42、保持不变。故 d 错误。 (3)N2O4 与 NO2 转换的热化学方程式为 N2O4(g)2NO2(g)则 Kpp 2NO 2 pN2O4 k正 k逆。 (4)合成氨反应放热， 温度越低氨气的百分含量越高， 所以， 曲线 a 对应的温度是 200。 N2(g)3H2(g)2NH3(g) n(起始)/mol 1 3 0 n(转化)/mol x 3x 2x n(平衡)/mol 1x 33x 2x 据题意 M 点时： 2x 1x33x2x60%， x 3 4， 则氢气的转化率为： 33 4 3 100%75%。 答案 (1)2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) H746.5 kJ mol 1 (2) 1.75 0.055 mol L 1 min1 b (3)k 正 k逆 (4)200 75% 2 (2019 贵州贵阳检测)某合成气的主要成分是一氧化碳和氢气， 可用于合成甲醚等清洁 燃料。由天然气获得该合成气过程中可能发生的反应有： CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) H1206.1 kJ mol 1 CH4(g)CO2(g)2CO(g)2
