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专题38 化学平衡计算1（2018届河南省漯河市高级中学高三上学期第三次模拟考试）在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g) 2N2(g)+O2(g），容器、中N2O平衡转化率如右下图所示：容器容积/L起始物质的量/molN2ON2O2V10.1001.00.100V30.1001.00.060.060.04下列说法正确的是A. 该反应的正反应放热B. 相同温度下反应时，平均反应速率：v()v()C. 图中A、B、C三点处容器内总压强：P()AP()BP()CD. 容器在470进行反应时，起始速率：v(N2O)正v(N2O)逆【答案】CD ，容器在470进行反应时， ， ,反应正向进行，v(N2O)正v(N2O)逆，故D正确。2（2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考）对于化学反应：2SO2+O22SO3，当分别用SO2、O2、SO3三种物质表示该反应的速率时，它们的速率之比为A. 1：2：2 B. 2：1：2 C. 2：2：1 D. 1：1：2【答案】B【解析】根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比可知，当分别用SO2、O2、SO3三种物质表示该反应的速率时，它们的速率之比为2：1：2。答案选B。3（2018届江苏省常熟市高三上学期期中考试）在温度T1和T2时，分别将0.50molCH4和1.2molNO2充入体积为1L的恒容密闭容器中，发生如下反应:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，测得n(CH4)随时间变化数据如下表，下列说法正确的是温度时间/min010204050T1n(CH4)/mol0.500.350.250.100.10T2n(CH4)/mol0.500.300.180.15A. 该反应的正反应为放热反应B. T1时，010minNO2的平均反应速率为0.15molL-1min-1C. 保持其他条件不变，T2时向平衡体系中再充入0.50molCH4和1.20molNO2，与原平衡相比，达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小D. 保持其他条件不变，T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g)，平衡向正反应方向移动【答案】AC保持其他条件不变，T2时向平衡体系中再充入0.50molCH4和1.20molNO2，增大反应物浓度平衡向正反应方向移动，达新平衡时N2的浓度增大，相当于起始加入1.0molCH4和2.40molNO2，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动，N2的体积分数减小，正确；D项，T1时用三段式CH4(g) + 2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)c（起始）（mol/L） 0.5 1.2 0 0 0c（转化）（mol/L） 0.5-0.1=0.4 0.8 0.4 0.4 0.8c（平衡）（mol/L） 0.1 0.4 0.4 0.4 0.8T1时平衡常数K=6.4，向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g)，此时的浓度商为=6.4=K，反应仍处于平衡状态，错误；答案选AC。4（2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考）某温度下的4 L密闭容器中，X、Y、W 3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量如下表所示。下列说法正确的是气体XYWn(起始状态)/mol210n(平衡状态)/mol10.51.5A. 此反应的平衡常数表达式为K=B. 达到平衡后，升高温度，W的体积分数减小，则此反应的H0C. 达到平衡后，将容器体积压缩为2 L，W的物质的量浓度变为0.75molL-1D. 达到平衡后，增大压强，正、逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动【答案】C5（2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考）向恒温恒容密闭容器中充入气体A，发生反应：xA(g)yB(g)+zC(g)，各物质的浓度随时间的变化如下表所示。时间/sc(A)/mol L-1c(B)/mol L-1c(C)/mol L-100.5400050.5300.0150.020150.5140.0390.052300.4960.0660.088下列说法正确的是A. x+y=3B. 若起始时在容器中通入氦气，使容器压强增大，各物质反应速率均加快C. 随着反应的进行，A的反应速率不断减慢，是因为该反应是吸热反应D. 030 s内B的平均生成速率为2.210-3 mol L-1 S-1【答案】D6（2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考）T时，在容积为2L的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)+B(g)xC(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：容器甲乙丙反应物的投入量3molA、2molB6molA、4molB2molC还到平衡的时间/min58A的浓度/mol L-1clc2OC的体积分数/%13混合气体的密度/gL-112下列说法正确的是A. 若x4，则2c1 0。在 2 L 容器中充入一定量的H2S和CO2发生上述反应，数据如下： 下列判断不正确的是A. K1=l/81 B. K2=K3 且n3=2n2C. 初始反应速率：实验3 实验2 实验1 D. 实验2中平衡时的c(COS)约为0.0286 molL-1【答案】D10（2018届山东省潍坊市高三上学期期中考）T时，将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入体积为1L的密闭容器中，在一定条件发生下述反应:A(g)+B(g)2C(g)+D(s)H0；t时刻反应达到平衡时，C(g)为2.0mol。下列说法正确的是A. t时刻反应达到平衡时，A(g)的体积分数为20%B. T时该反应的化学平衡常数Kc=2C. t时刻反应达到平衡后，缩小容器体积，平衡逆向移动D. 相同条件下，若将1.0molA(g)和1.0molB(g)充入同样容器，达到平衡后，A(g)的转化率为50%【答案】D【解析】先列出三段式A(g)+B(g)2C(g)+D(s)n始/mol 2 2n变/mol 1 1 2n平/mol 1 1 2A、t时刻反应达到平衡时，A(g)的体积分数为100%=25%,故A错误；B、T时该反应的化学平衡常数Kc=4,故B错误；C、本反应是反应前后气体体积不变的反应，縮小容器体积，加压后平衡不移动，故C错误；D、温度相同，平衡常数不变，令A的转化率为x，Kc=4，x=0.5，故D正确；故选D。11（2018届辽宁省实验中学、大连八中、大连二十四中、鞍山一中、东北育才学校高三上学期期末）在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.25molO2在催化剂作用下加热到600发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H0 。30s气体的物质的量减少0.45mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气体压强为反应前的80%。下列有关叙述正确的是A. 达到平衡时，气体的密度是反应前的80%B. 将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为209.7gC. 该温度下的平衡常数为101.25L/moLD. 030s时SO3生成速率为3.010-2mol/(L.s)【答案】B容器的体积不变，气体的密度始终不变，故A错误；B、平衡混合气体中三氧化硫的物质的量为0.9mol，与氯化钡反应生成硫酸钡的质量为209.7g，故B正确；C、根据平衡常数K=，而该反应中容器的体积未知，无法计算平衡常数，故C错误；D. 该反应中容器的体积未知，无法计算SO3生成速率，故D错误；故选B。12（2018届山西省实验中学高三上学期第二次月考）（1）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g),反应过程如下。2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) H=-612kJ/mol2P(s)+5Cl2(g)=2PCl5(g) H=-798kJ/mol 气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为_.（2）不同温度下反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H1的平衡常数如下表所示。温度/400500800平衡常数K9.9491则H1_0(填“”)；在500时，把等物质的量浓度的CO和H2O(g)充入反应容器，达到平衡时c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mol/L,则CO的平衡转化率为_。（3）在一定体积的绝热密闭容器中，对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H”或“)；理由是_。如果想加快正反应的速率，除了改变温度，还可以用_方法。【答案】 PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) H=+93kJ/mol H10 CO的平衡转化率为75% C T12 该反应是放热反应，温度低，有利于平衡往正方向移动，图象中，等压条件下，T1的SO3体积分数大于T2的SO3体积分数。所以T12 (2分)。 增大体系压强，使用催化剂【解析】. 2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) H=-612kJ/mol2P(s)+5Cl2(g)=2PCl5(g) H=-798kJ/mol由盖斯定律可知()2得到PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) 则H=+93kJ/mol，故答案为：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) 则H=+93kJ/mol；.由表中数据可知，温度越高，K越小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，H10；根据反应方程式中各物质的关系式知，平衡时，c(CO)=0.005mol/L、c(H2)=0.015mo/L，参加反应的c(CO)=c(H2)=0.015mo/L，一氧化碳的转化率=0.015mol/L(0.005mol/L+0.015mol/L)100%=75%，故答案为：H10；CO的平衡转化率为75%；故答案为：C；T1T2；该反应是放热反应，温度低，有利于平衡往正方向移动，图象中，等压条件下，T1的SO3体积分数大于T2的SO3体积分数。所以T1T2 ；增大体系压强，使用催化剂。13（2018届甘肃省兰州市第一中学高三上学期期中考试）氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。催化还原法（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：CH4（g）4NO2（g）4NO（g）CO2（g）2H2O（g）H574 kJ/molCH4（g）4NO（g）2N2（g）CO2（g）2H2O（g）H1160 kJ/mol则CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为_。（2）利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术）。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的化学方程式为：2NH3（g）NO（g）NO2（g）2N2（g）3H2O（g）H 0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是_（写出1条即可）。（3）在汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。主要反应如下：2NO（g）+ 2CO（g）N2（g）+ 2CO2（g）。在一定温度下，向体积为1L的密闭容器中通入2molNO、1molCO，发生上述反应，10分钟时反应达到平衡状态，此时容器中CO变为0.6molL-1。前10分钟内用氮气表示的反应速率为_，计算该温度下反应的平衡常数K为_Lmol-1。（只列算式，不要求计算结果）若保持温度不变，在15分钟时向容器内再次充入NO 1.6 mol、CO2 0.4 mol，则此时反应的正_逆（填“ ”）II 氧化法。（4）首先利用ClO2 氧化氮氧化物，再利用还原剂还原为无毒的氮气。其转化流程如下：NONO2N2。已知反应的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O NO2 + HNO3 + HCl，则反应的化学方程式是_；若生成11.2 L N2（标准状况），则消耗ClO2_g 。【答案】 CH4（g）2NO2（g）=N2（g）CO2（g）2H2O（g）H867 kJ/mol 增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等（合理答案也计分） 0.02molL-1min-1 2NO2+ 4 Na2SO3=N2+ 4 Na2SO4 67.5v(CO)=(1/10.6)/10mol/(Lmin)=0.04 mol/(Lmin)，利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(N2)=v(CO)/2=0.02 mol/(Lmin)；2NO（g）+ 2CO（g）N2（g）+ 2CO2（g）起始浓度： 2 1 0 0变化浓度： 0.4 0.4 0.2 0.4平衡浓度： 1.6 0.6 0.2 0.4 根据平衡常数的表达式，K=；根据Qc与K的关系，此时Qc=K，即平衡不移动，v(正)=v(逆)；（4）本题考查氧化还原反应方程式书写以及化学计算，根据转化流程图，NO2N2，化合价由4价0价，化合价降低4价，Na2SO3中S的化合价由4价6价，化合价升高2价，最小公倍数是4，因此反应方程式为2NO2 + 4Na2SO3=N2 + 4 Na2SO4，建立关系式为2ClO22NO2N2，因此ClO2的质量为267.50.5g=67.5g。14（2018届湖北省华中师范大学第一附属中学高三上学期期中考试）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注，下表为制取Cu2O的四种方法:方法a用炭粉在高温条件下还原CuO方法b用葡萄糖还原新制的Cu（OH）2制备Cu2O方法c电解法，反应为2Cu + H2O Cu2O + H2方法d用肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2（1）已知：2Cu（s）1/2O2（g）=Cu2O（s） H =-169kJmol-1C（s）1/2O2（g）=CO（g） H =-110.5kJmol-1Cu（s）1/2O2（g）=CuO（s） H =-157kJmol-1则方法a发生的热化学方程式是：_。（2）方法c采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O，装置如下图所示：该离子交换膜为_离子交换膜（填“阴”或“阳”）,该电池的阳极反应式为:_ 钛极附近的pH值_ （增大、减小、不变）。（3）方法d为加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该制法的化学方程式为：_。（4）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：2H2O2H2+O2 H0水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。序号温度01020304050T10.05000.04920.04860.04820.04800.0480T10.05000.04880.04840.04800.04800.0480T20.10000.09400.09000.09000.09000.0900对比实验的温度T2_ T1（填“”“”、“ 3.510-5mol/（Lmin） T1，故答案为：；前20min内用水蒸气表示的反应速率=（0.050-0.0486）mol/L20min =710-5mol/（Lmin），同一反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，则用氧气表示的反应速率=3.510-5mol/（Lmin），故答案为：3.510-5mol/（Lmin）；.实验对比，实验到达平衡时间短，反应速率快，所以中催化剂的催化效率高，故答案为：。15（2018届广东省珠海市珠海二中、斗门一中高三上学期期中联考）丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN 等，回答下列问题：（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯睛（C3H3N）和副产物丙烯醛（CH2=CHCHO）的热化学方程式如下： C3H6(g)+NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g）H=-515kJ/mol C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)H2O(g) H=-353kJ/mol有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_.（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460。低于460时，丙烯腈的产率_（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460时，丙烯腈产率降低的可能原因是_（双选，填标号）。A催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C副反应增多 D. 反应活化能增大（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为_ ，理由是_。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为_。【答案】 降低温度、降低压强 催化剂 不是 该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低 AC 1 该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低 1:7.5:1（3）根据图像可知，当n（氨）/n（丙烯）约为1时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6（g）+NH3（g）+ 3/2O2（g）=C3H3N（g）+3H2O（g），氨气、氧气、丙烯按1：1.5：1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1：7.5：1。16（2018届广东省阳东广雅学校高三10月月考）为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源。（1）25，1.01105Pa时，32g液态甲醇（CH3OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量726.6KJ，该反应的热化学方程式为_。 （2）目前，工业上常用CO2来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H49.0 kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡时，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)_（注明单位）；用三段式计算H2的转化率_；下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是_A每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH B. CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1:3:1:1 C. 容器中气体的压强不再改变 D. 容器中气体的密度不再改变 下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是_A升高温度 B将CH3OH(g)从体系中分离C使用高效催化剂 D恒温恒容再充入1 molCO2和3 mol H2【答案】 CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=726.6KJ/mol 0.075 mol(Lmin)1 H2的转化率=2.25/3.0100% =75% C BDA消耗CO2的同时生成CH3OH，都是指的正反应，不能反映出正逆反应速率的关系，故不能说明反应是否处于平衡状态；BCO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比与起始加入的量有关与反应是否处于平衡状态无关，故不能说明反应是否处于平衡状态；C该反应为气体体积减小的反应，即压强也减小的反应，所以当容器中气体的压强不再改变时，就说明反应已经处于平衡状态；D该反应容器体积不变，反应前后气体质量守恒，所以容器中气体的密度始终不变，所以不能根据密度的变化判断反应是否处于平衡状态；故选C；A该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故A错误；B将CH3OH（g）从体系中分离，即减小生成物浓度，平衡正向移动，故B正确；C使用高效催化剂对平衡移动没有影响，所以平衡不移动，故C错误； D恒温恒容再充入1molCO2和3molH2，相当于加压，由于反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向移动，故D正确；故选BD；17（2018届河北省邢台市高三上学期第二次月考）煤燃烧后的主要产物是CO、CO2。（1）以CO2为原料可制备甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-49.0kJmol-1，向1L的恒容密闭容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图所示。图1中N表示的是_（填化学式）；08min内，以氢气表示的平均反应速率v(H2)=_mol L-1 min-1。在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率()与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度和压强。X表示的物理量是_(填“温度”或“压强”)，L1_(填“”或“”)L2。（2）向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO2发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。1600时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K_。【答案】 CO2 0.28 (或 0.28125) 压强 0. 0125CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量（mol） 1 3 0 0变化量（mol） 0.75 2.25 0.75 0.75平衡量（mol） 0.25 0.75 0.75 0.75反应速率v(H2)= =0.28 mol L-1 min-1;在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率()与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度和压强，反应为气体体积减小的放热反应，利用平衡影响原理分析，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，图象可知X增大CO2的平衡转化率()增大，说明平衡正向进行则X为增大压强，则X表示的物理量是压强，L为温度变化；温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率越大，温度越低，则L1”、“=”“”)。（2）高浓度SO2和NO2在浓雾天气下反应生成了两种物质，其中一种为亚硝酸(HNO2),该过程发生反应的化学方程式为_。（3）洗涤含SO2的烟气，可以减少SO2排放，以下物质的溶液可作洗涤剂的是_。a.氨气 b.苏打 c.氨气 d.明矾（4）汽车尾气中含有NOx和CO,已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g) 2NO(g),则在恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到平衡状态的是_。a.混合气体的压强保持不变b.混合气体的平均相对分子质量保持不变c.NO质量分数保持不变d.氧气的浓度保持不变e.N2和NO正反应速率之比为1：2（5）SO2可以变废为宝，利学家研究出了用电化学原理生产硫酸的新工艺(如下图所示)，其阳极的电极反应式为_。【答案】 11.25 2NO2+SO2+2H2O=H2SO4+2HNO2 bc cd SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+【解析】本题主要考查化学平衡的移动。（1）各物质的平衡浓度为：c(SO2)=0.4mol/L，c(O2)=0.2mol/L，c(SO3)=0.6mol/L，平衡常数=11.25。若升高温度，平衡常数减小，说明升温平衡左移，则该反应的H0。（2）高浓度SO2和NO2在浓雾天气下反应生成了两种物质，其中一种为亚硝酸(HNO2)，N的化合价降低，同时，S的化合价升高产生硫酸，该过程发生反应的化学方程式为2NO2+SO2+2H2O=H2SO4+2HNO2。（5）SO2在阳极被氧化为硫酸，阳极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+。
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