《化学平衡》单元测试题

《化学平衡》单元测试题

本试卷共五道大题，满分110 分，时量60 分钟。

可能用到的相对原子质量：H 1 O 16 S 32 N 14

一、选择题（每小题只有一个正确答案，每小题6分，共48分）。

1、在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分不用v（A）、v（B）、v（C）(mol·L－1·s－1)表示且v（A）、v（B）、v（C）之间有以下关系：v（B）＝3v（A），3v（C）＝2v（B）。则此反应可表示为（）

A．2A＋3B2C B．A＋3B2C

C．3A＋B2CＤ．A＋B C

[解析]

反应速率快慢的比较，需要将所给的量化成同一单位比较。若用不同物质表示的反应速率，则可用它们的化学计量数进行转化比较。如：关于反应：mA+nB pC+qD，V A∶VB∶VC∶VD＝m∶n∶p∶q。

[答案] B

2、在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达平稳的是（）

A．混合气体的压强B．混合气体的密度

C．C、D的物质的量的比值D．气体的总物质的量

[解析]

题给反应是一个反应前后气体体积不变的反应，故不管平稳是否移动，混合气体的压强与气体的总物质的量均不变；而平稳生成C、D的物质的量相等，故比值不变。

[答案] B

3、有一处于平稳状态的反应：X(s)＋3Y(g)2Z(g)，ΔH＜0。为了使平稳向生成Z 的方向移动，应选择的条件是

①高温②低温③高压④低压⑤加正催化剂⑥分离出Z

A.①③⑤

B.②③⑤

C.②③⑥

D.②④⑥

[解析]

正反应是一个气体体积缩小的放热反应，关于如此一个可逆反应，用化学平稳的原理及有关知识容易得出使平稳向生成Z 的方向移动，应选择的条件是：低温、高压、分离出Z。

[答案] C

4、在密闭容器中进行如下反应：N2＋3H22NH3＋Q，若将平稳体系中各物质的浓度都增加到原先的2倍，则产生的结果是

（）

(1)平稳不发生移动(2)平稳沿着正反应方向移动

(3)平稳沿着逆反应方向移动(4)NH3的质量分数增加

(5)正逆反应速率都增大

A．(1)(5) B．(1)(2)(5) C．(3)(5) D．(2)(4)(5)

[解析]

将平稳体系中各物质的浓度都增加到原先的2倍，相当于增大压强1倍。

[答案] D

5、右图表示可逆反应mA(g) + nB

(g) pC(g)在不同温度(T)、压强(P)下，生成物C的物质的量分数x(C)的变化情形。下列关于该正反应热效应及方程式中A、B、C的化学计量数的判定中，正确的是（）

A．吸热反应，m+n

p

C．放热反应，m+n

p

[解析]

分析图（1），P1比P2先达平稳，讲明P1>P2，压强增大，生成物C

的物质的量分数增大，讲明正反应是气体体积缩小的反应；再分析图（2），T2比T1先达平稳，讲明T2> T1，温度降低，生成物C的物质的量分数增大，讲明正反应是放热反应。

[答案] D

6、在一定条件下，可逆反应X（g）+2Y（g）2Z（g）达到平稳时，有50%的Y转化为Z，且X的转化率为25%，则起始时充入容器中的X和Y的物质的量之比为（）

A．2:1 B．1:1 C．2:3 D．3:2

[解析]

若反应物的初始量为化学计量数比，则两反应物的转化率相同。若某一反应物的转化率降低，则意味着另一反应物的量将减少。若某一反应物的量减少n分之一，则另一反应物的转化率将减少n分之一。现已知X与Y的初始量为1∶2时，则两者的转化率皆为50%，其二分之一为25%，故应为1∶1。

[答案] B

7、工业制取硫酸是一种连续生产过程。今测知进入接触室时混合的气体（396K、8KPa要紧成分为SO2、O2、N2）的流量为1.0m3·s－1，从接触室导出气体（792K、8KPa ）的流量为1.8m3·s－1。与此有关的下列讲法中正确的是（）

A．单位时刻内进入接触室的气体与从接触室导出的气体的物质的量之比为10∶9

B．导出气体中SO3所占的体积分数为9/2

C．此反应中SO2的转化率一定为20％

D．SO2催化氧化反应是吸热反应

[解析]

时刻取1s，反应前体积为1.0m3，反应后气体在396K时体积为0.9m3 2SO2 (g)＋O2(g) 2SO3(g) ?V

2 2 1

0.2 0.2 1－0.9

[答案] A

8、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H2（g）＋Br2（g）2HBr（g），已知加入1 mol H2和2 mol Br2达到平稳后，生成了a mol HBr。在相同条件下，若起始时加入的H2、Br2、HBr

分不为x mol、y mol、z mol(均不为0)且保持平稳时，各组分含量都不变。以下推断中一定正确的是（）

①x，y，z应满足的关系为：4x＋z=2y

②达到平稳时HBr的物质的量为

3)z

y

x(+

+ a mol

③达到平稳时HBr的物质的量为a mol

④x、y、z应满足的关系为x＋y=z

A.①②

B.②③

C.③④

D.①②③

[解析]

题目要求：平稳时各组分含量都不变。应是等效平稳。本题的特点：反应前后气体的物质的量不变，如对体系加压（或减压），或者按比例加大（或减小）各反应物物质的量，平稳可不能发生移动，各物质的质量分数保持不变（浓度要发生改变），即本题中加入各物质如果完全转化为Br2和H2，只要满足Br2和H2的物质的量比为2∶1就与原平稳相同。

[答案] A

二、填空题（本题共4道小题，共47分）

9（11分）在80℃时，将0.20mol的四氧化二氮气体充入1L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时刻对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时刻（s）

浓度（mol·L－1）

0 20 40 60 80 100

c(N2O4) 0.20 C10.10 C3 A B

c(NO2) 0.00 0.12 C20.22 0.22 0.22

按照本题内容和表格中提供的数据填空（C1、C2、C3、A、B表示相应的浓度）请回答下列各小题：

（1）该反应的化学方程式为；达到平稳时四氧化二氮的转化率为%，表中C2 C3 A （填“＜”、“＞”＝

（2）20s时，四氧化二氮的浓度C1= mol·L－1，在s~20s 内四氧化二氮的平均反应速率为

。

（3）若在相同情形下是初向该容器充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平稳状态，二氧化氮的起始浓度是mol·L－1。

[答案]（1）N2O42NO2 （1分）55% （2分）>（1分）=（1分）

（2）0.14（2分） 3.00×10－3 mol·(L·s)－1（2分）（不写单位不给分）

（3）0.40（2分）

10 (9分) 常温、常压下，A、B、C、D均为气态。A与B可发生可逆反应：A＋B C＋nD。若将2 mol A和2 mol B混合充入体积可变的密闭容器中。在不同条件下达平稳时，C的浓度如下：

温度T/ ℃压强p/ Pa C平稳浓度c/(mol·L-1)

25 1×105 1.0

25 2×1051.8

25 4×1053.2

25 5×1056.0

1可逆反应中，化学计量数n的取值范畴为，理由是

。

2在5×105 Pa时，D的状态为。

[答案] 1n＞1（3分）；压强增加到2倍，C的浓度只增加到1 8倍，讲明增大压强平稳向左移动，该反应是气体体积增大的反应，故n ＞1（3分）2液态或固态（3分）

11（12分）对可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dＤ(g)达到平稳时，

各物质的物质的量浓度满足以下关系：[][]

[][]b

a

d

c

)B(c

)

A

(c[

)D

(c

)C(c[

?

?=K(为一常数)，K称为

化学平稳常数，其反应的K值只与温度有关。现有反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)＋Q。在850℃时，K＝1。

（1）若升高温度到950℃时，达到平稳时K 1(填“大于”“小于”或“等于”)。

（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.

0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，则：

①当x＝5.0时，上述平稳向(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。

②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是

。

(3)在850℃时，若设x＝5.0和x＝6．0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平稳后，测得H2的体积分数分不为a％、b％，则a b(填“大于”“小于”或“等于”)。

[解析]

（1）从题给信息知：正反应是放热反应，升温，平稳向逆反应方向移动，CO2和H2的浓度将减少，而CO和H2O(g) 的浓度将增大，故K值减少；

（2）将1.0 mol CO,3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2代入式中，得x＝3.0mol 5.0mol,平稳向逆反应方向移动。若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是：x 3.0mol。

（3）其他物质的投料不变，增加H2的量，平稳向逆反应方向移动，但H2的转化率将减少。

[答案] （1）小于（3分）（2）①逆反应（3分）②x＜3.0（3分）（3）小于（3分）

12（15分）在一定温度下，把4体积SO2和2体积O2通入一个有活塞的体积可变的容器中，活塞一端与大气相通(如图所示)。容器内发生下列反应：2SO2 (g)＋O2(g) 2SO3(g)＋热量，当反应达到平稳后，测得混合气体为5体积。

(1) 保持上述温度不变，设a 、b 、c 分不代表初始加入的SO2、O2和SO3气体的体积，如果反应过程达到平稳时，混合气体中各物质的含量仍与上述平稳相同，那么：

① 若a ＝1.5，c ＝2.5，则b ＝ 。在此情形下，反应起始时正反应速率将 (填“大于”、“小于”或“等于”)逆反应速率。

② 若欲使起始时逆反应速率大于正反应速率，则c 的取值范畴为 。

(2) 在反应容器中，若起始时a 、b 、c 值均与(1)相同，但需操纵平稳时混合气体为4.5 体积，则可采取的措施是 ，原理是

。

[解析]

（1）①反应物间为系数比关系，故b ＝0.75。现在总物质的量为1.5＋0.75＋2.5＝4.75＜5，要使之达到5，则逆反应速率应大于正反应速率，应填：小于。

② 由 2SO2 (g)＋O2(g)

2SO3(g)

1.5 0.75

2.5 假设SO2和

O2全由SO3生成 1.5 0.75 1.5 故可得c 的最大值为4。

欲使起始时逆反应速率大于正反应速率，设c 的最小值为w 2SO2 (g) ＋ O2(g) 2SO3(g)

起始 1.5 0.75 w

变化 2x x 2x

平稳 1.5＋2x 0.75＋x w －2x

平稳时混合气体总体积：1.5＋2x ＋0.75＋x ＋w －2x ＝2.25＋x ＋w

2.25＋x ＋w ＝5 x ＝2.75－w w －2x ＞0 x ＜2w 4.0

w于另一式中，可得3w＞5.5，w＞1.833，故可得：1.833＜c 代x＜

2

≤4。

(2) 降低容器内温度；降低温度使平稳向放热反应方向移动，从而使气体体积减小。

[答案] （1）①b＝0.75（2分）小于（3分）②1.833＜c≤4 （5分）

(2) 降低容器内温度（2分）；降低温度使平稳向放热反应方向移动，从而使气体体积减小（3分）。

三、运算题（15分）

13(15分)现有一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料，摘录如下：一个典型实例：初步处理后的废气含0.20%的二氧化硫和10%的氧气(体积分数)。在

400℃时废气以5m3·h－1的速率通过五氧化二钒催化剂层与20L·h －1的速率的氨气混合，再喷水，现在气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体(气体体积均已折算为标准状况)。

利用上述资料，用氨来除去工业废气中的二氧化硫，回答下列咨询题：

(1)按反应中的理论值，二氧化硫和氧气的物质的量之比为2∶1，该资料中那个比值是，简述不采纳2∶1的理由是

。

(2)通过运算，讲明什么缘故废气以5m3·h－1的速率与20 L·h－1速率的氨气混合?

(3)若某厂每天排放1×104 m3这种废气，按上述方法该厂每月(按30天计)可得硫酸铵多少吨?消耗氨气多少吨?

[答案] (1)1∶50 按照勒夏特列原理，通入过量而廉价的氧气，可提升SO2的转化率

(2)废气中每小时排出的SO2的体积为：1000L·m－3×5m3×0.2％＝1 0Ｌ，每小时氨与废气中SO2混合的体积比为2∶１，恰好可全部转化为(N H4)2SO4。

(3)SO2 ～ 2NH3 ～ （NH4）2SO4 4.2230%2.01010134????mol 4.221065?=mol 4.221065? mol 故可得(NH4)2SO4：4

.221065?mol ×１32 g ·mol －1×１0－6t ·g －1＝3.54 t

消耗氨气：4.221065? mol ×2×１7 g ·mol －1×１0－6 t ·g －1＝0.9１ t