化学平衡与化工流程描述类题

1、化学平衡与化工流程（描述）一选择题（共5小题）1已知：可逆反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H0现有甲、乙两个容积相同且不变的真空密闭容器，向甲容器中加入1mol N2（g）和3mol H2（g），在一定条件下发生反应，达到平衡时放出热量为Q1kJ在相同条件下，向乙容器中加入2mol NH3（g）并发生反应，达到平衡时吸收热量为Q2kJ，若Q1=3Q2下列叙述中正确的是（）A达平衡时甲中N2的转化率为75%B达平衡时甲、乙中NH3的体积分数乙甲C达到平衡后，再向乙中加入0.25mol N2（g）、0.75mol H2（g）和1.5mol NH3（g），平衡向生成N2的方向移动D乙中反应

2、的热化学方程式为2NH3（g）N2（g）+3H2（g）H=+Q2kJ/mol2加热N2O5依次发生的分解反应为：N2O5（g）N2O3（g）+O2（g）N2O3（g）N2O（g）+O2（g）在容积为2L的密闭容器中充入8mol N2O5，加热到t，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol则t时反应的平衡常数为（）A10.7B8.5C9.6D10.23Bodensteins研究了下列反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）H11kJmol1在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如表：t/min020406080120x（HI）10.910.850.

3、8150.7950.784x（HI）00.600.730.7730.7800.784由实验数据计算得到v正x（HI）和v逆x（H2）的关系可用如图表示当改变条件，再次达到平衡时，下列有关叙述不正确的是（）A若升高温度到某一温度，再次达到平衡时，相应点可能分别是A、EB若再次充入a mol HI，则达到平衡时，相应点的横坐标值不变，纵坐标值增大C若改变的条件是增大压强，再次达到平衡时，相应点与改变条件前相同D若改变的条件是使用催化剂，再次达到平衡时，相应点与改变条件前不同4一定条件下存在反应：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）H0向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量C和H2O，各容器中

4、温度、反应物的起始量如下表，反应过程中CO的物质的量浓度随时间变化如图容器甲乙丙容积0.5L0.5LV温度T1T2T1起始量2molC1molH2O1molCO1molH24molC2molH2O下列说法正确的是（）A甲容器中，反应在前15 min的平均速率v（H2）=0.1 molL1min1B丙容器的体积V0.5 LC当温度为T1时，反应的平衡常数K=2.25D乙容器中，若平衡时n（H2O）=0.4 mol，则T1T25下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图象，其中图象和实验结论表达均正确的是（）A是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图象，正反应H0B是在平衡体

5、系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图象C是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象，a是使用催化剂时的曲线D是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象，压强p1p2二填空题（共1小题）6（2011广州模拟）为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4，以减少其对臭氧层的破坏化学家研究在催化剂作用下，通过下列反应：CCl4+H2CHCl3+HCl使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCl3）此反应伴随有副反应，会生成CH2Cl2、CH3Cl和CH4等已知CCl4的沸点为77，CHCl3的沸点为61.2（1）在密闭容器中，该反应达到平衡状态后，测得如下数据（假设不考虑副反

6、应）实验序号温度初始CCl4浓度（mol/L）初始H2浓度（mol/L）CCl4的平衡转化率11100.81.2A21101150%310011B此反应的化学平衡常数表达式为，在110时平衡常数为实验1中，CCl4的转化率A50%（填“大于”、“小于”或“等于”）实验2中，10h后达到平衡，H2的平均反应速率为实验3中，B的值（选填序号）A等于50%；B大于50%C小于50%； D从本题资料无法判断（2）120时，在相同条件的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2mol/L和4mol/L的实验，测得反应消耗CCl4的百分率（x%）和生成物中CHCl3的百分含量（y%）随时间（t）的变化关系如图

7、（图中实线是消耗CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCl3的百分含量变化曲线）在图中的四条线中，表示H2起始浓度为2mol/L的实验消耗CCl4的百分率变化曲线是（选填序号）根据如图曲线，氢气的起始浓度为 mol/L时，有利于提高CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量你判断的依据是三解答题（共2小题）7甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）H1CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）H2CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）H3

8、回答下列问题：化学键HHCOCOHOCHE/（kJmol1）4363431076465413（1）已知反应中的相关的化学键键能数据如下：由此计算H1=kJmol1，已知H2=58kJmol1，则H3=kJmol1（2）反应的化学平衡常数K的表达式为；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为（填曲线标记字母），其判断理由是（3）合成气的组成n（H2）/n（CO+CO2）=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示a（CO）值随温度升高而（填“增大”或“减小”），其原因是图2中的压强由大到小为，其判断理由是8氰化钠（NaCN）是一种重要化工原料，用于化学合成、电镀、

9、冶金等方面NaCN有剧毒，含氰废水需经无害化处理才能排放，某电镀厂含氰废水的一种工业处理流程如下：已知：HCNO的结构式是：HOCNHCN的Ka=6.02×1010Ag（CN）2（aq）Ag+（aq）+2CN（aq） K=1.3×1021回答下列问题：（1）CN中两原子均为8电子稳定结构，请写出CN的电子式（2）氰化钠遇水会产生剧毒氢氰酸，请写出相应的离子方程式（3）向发生塔中通水蒸汽的目的是（4）氧化池中氰化物的降解分两步进行CN被氯气氧化成低毒的CNO，写出相应的离子方程式，CNO被氯气氧化成无毒的两种气体，写出相应的离子方程式（5）贮水池中废水须先经碱化后再进行氧化的

10、原因（6）电镀厂电镀银时需要降低镀层金属的沉积速度，使镀层更加致密电解液使用NaAg（CN）2，请写出阴极反应式，解释工业电镀中使用氰离子（CN）的原因化学平衡与化工流程（描述）参考答案与试题解析一选择题（共5小题）1解：A、由于1molN2和3molH2完全反应可以生成2molNH3，所以甲乙两个体系的平衡状态是一样的，即三种气体的浓度完全相同，对于同一可逆反应，相同条件下，正反应的反应热与逆反应的反应热，数值相等，符号相反N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q，假设甲容器中的参加反应的氮气的物质的量为xmol，所以：对于甲容器：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H=Q

11、kJ/mol起始（mol）：1 3 0 变化（mol）：x 3x 2x平衡（mol）：1x 33x 2x所以Q1=xQkJ，乙容器反应混合物各组分的物质的量也是为N2（1x ）mol、H2（33x ）mol、NH32xmol，所以分解的NH3的物质的量为（22x）mol，对于乙容器：2NH3（g）N2（g）+3H2（g）H=+QkJ/mol，故吸收的热量Q2=×QkJ=（1x）QkJ，所以3（1x）Q=xQ，解得x=0.75，所以N2的转化率为×100%=75%，故A正确；B、甲乙容器中达到的平衡是相同平衡，所以氨气的体积分数相同，故B错误；C、依据A分析计算得到平衡物质的

12、量N2为0.25mol，H2为0.75mol，NH3为1.5mol，再向乙中加入0.25mol N2（g）、0.75mol H2（g）和1.5mol NH3（g），相当于增大压强，平衡正向进行，故C错误；D、反应是可逆反应，乙中反应的热化学方程式为2NH3（g）N2（g）+3H2（g）H+Q2kJ/mol，故D错误；故选A2解：设分解的N2O3物质的量为x，反应过程中共生成N2O3（x+3.4）mol，在反应中N2O5分解了（x+3.4）mol，同时生成O2（x+3.4）mol在反应中生成氧气xmol则（x+3.4）+x=9，求得x=2.8所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c（N2O

13、5）=（82.83.4）÷2=0.9molL1c（N2O3）=3.4÷2=1.7molL1c（O2）=9÷2=4.5molL1反应的平衡常数K=8.5，故选：B3解：A对于2HI（g）H2（g）+I2（g）反应建立平衡时：升高温度，正、逆反应速率均加快，因此排除C点，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡正向移动，再次平衡时HI的物质的量分数减小，因此排除B点，故选A点；对于H2（g）+I2（g）2HI（g）反应建立平衡时：升高温度，正、逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动，再次平衡时H2的物质的量分数增大，故

14、选E点；因此反应重新达到平衡，v正x（HI）对应的点为A，v逆x（H2）对应的点为E，故A正确；B反应前后气体体积不变，恒容容器中若再次充入a mol HI，相当于增大压强，平衡不变，则达到平衡时，相应点的横坐标值不变，纵坐标值增大，故B正确；C若改变的条件是增大压强，再次达到平衡时，平衡不变，但反应时间缩短，纵轴数值改变，相应点与改变条件前不相同，故C错误；D若改变的条件是使用催化剂，再次达到平衡时，催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，相应时间点与改变条件前不同，故D正确；故选C4解：A、由图可知，15min内甲容器中CO的浓度变化量为1.5mol/L，v（CO）=0.1molL1min1，

15、速率之比等于化学计量数之比，所以v（H2）=0.1molL1min1，故A正确；B、丙容器中起始量为甲的二倍，若容积=0.5 L，由于正反应为气体体积增大的反应，加压平衡左移，c（CO）3mol/L，故C容器的体积V0.5 L，故B正确；C、根据甲容器中反应数据计算： C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g） 起始浓度 2 0 0 转化浓度 1.5 1.5 1.5 平衡浓度 0.5 1.5 1.5 T1时，反应的平衡常数K=4.5，故C错误；D、比较甲与乙可知，二者达平衡是等效的，经计算知甲容器中平衡时n（H2O）=0.25 mol，乙容器中，若平衡时n（H2O）=0.4 mol，乙相对于

16、甲平衡向逆反应移动，因为正反应吸热，乙中温度低，即温度T1T2，故D错误；故选AB5解：A根据图象知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应的H0，故A错误；B该反应实质为Fe3+3SCNFe（SCN）3，钾离子和氯离子不参加反应，则KCl浓度增大不影响化学平衡移动，故B错误；C使用催化剂，反应速率加快，缩短反应时间，所以先达到平衡状态，故C正确；D该反应前后气体的物质的量不变，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，由于不断加入B，A的转化率增大，故D错误；故选C二填空题（共1小题）6解：（1）因CCl4的沸点为77，CHCl3的沸点为61.2，所以在110或100反应时各物质均为气态

17、，其平衡常数K=；110时，实验2中，10h后达到平衡，CCl4的转化率为50%， CCl4（g）+H2（g）CHCl3（g）+HCl（g），起始（mol/L）：1 1 0 0变化（mol/L）：0.5 0.5 0.5 0.5平衡（mol/L）：0.5 0.5 0.5 0.5 则平衡常数k=1，故答案为：；1； 实验1中，设平衡时四氯化碳的浓度变化量为amol/L，则： CCl4（g）+H2（g）CHCl3（g）+HCl（g），起始（mol/L ） 0.8 1.2 0 0反应（mol/L ） a a a a 平衡（mol/L） 0.8a 1.2a a a则=1，解得a=0.48，则CCl4的转

18、化率为×100%=60%50%，故答案为：大于； 由中计算可知，平衡时氢气的浓度变化量为0.5mol/L，则v（H2）=0.05mol/（Lh），故答案为：0.05mol/（Lh）；对于实验3，因温度不同，又不知该反应的热效应，所以无法判断转化率的大小，故答案为：D；（2）由图象可知，氢气浓度越大反应越快，消耗CCl4的百分率变化就越快，相反就比较慢，所以H2起始浓度为2mol/L时，消耗CCl4的百分率变化曲线是c，故答案为：c；由图象可知，a、b表示氢气的浓度为4mol/L的曲线，CCl4的平衡转化率和产物中CHCl3的百分含量均得到提高，故答案为：4；从图中可见，4mol/L的

19、a、b曲线比2mol/L的c、d曲线CCl4转化率和产物中CHCl3的百分率的数值均高三解答题（共2小题）7解：（1）反应热=反应物总键能生成物总键能，故H1=1076kJmol1+2×436kJmol1（3×413+343+465）kJmol1=99kJmol1；根据盖斯定律：反应反应=反应，故H3=H2H1=58kJmol1（99kJmol1）=+41kJmol1，故答案为：99；+41；（2）反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常数表达式K=；反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，故答

20、案为：；a；反应正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；（3）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高，故压强：P1P2P3，故答案为：减小；反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，