时间:2017-08-22 14:58:03
1、填空题 氮气与氢气反应生成氨气的平衡常数见下表：
| ? | N2+3H2 2NH3 | |||
| 温度 | 25℃ | 200℃ | 400℃ | 600℃ |
| 平衡常数K | 5×108 | 650 | 0.507 | 0.01 |
参考答案：（1）催化剂的活性温度且反应速率较快（2分）；
（2）0.2 mol/(L·min)（2分）；
（3）AB（2分）；
（4）B（2分）?（5）AD（2分）；?（6）AC（2分）
本题解析：（1）工业上合成氨的温度一般控制在500℃，原因主要是从反应的速率角度来考虑的，因为催化剂的活性温度且反应速率较快。
（2）N2+3H22NH3，设反应后氮气的物质的量为x，则氮气转化了1-x,氢气剩余3-（1-x），氨气生成2（1-x），根据压强之比和物质的量成正比，可得关系式4：【1-x+3-（1-x）+2（1-x）】=1：0.8。最终求得氨气的反应速率为0.2 mol/(L·min)。
（3）合成氨气的反应，若没有达到平衡，反应前后平均分子质量始终发生变化，密闭容器内的压强也发生变化，而密度始终没有改变，故选AB。而C中v (N2) =" 2" v (NH3) 没有说明反应的方向，无法做为判据。
（4）使用催化剂能加快速率但不能改变转化率，A错误；缩小容器体积两者都能实现，B正确；提高反应温度能加快速率但转化率降低，C错误；移走NH3浓度降低，速率降低转化率增大，D错误
（5）根据氨水中存在的电离平衡可知，加入一定量的氯化铵晶体，增大了c(NH4+)，平衡右移，溶液的pH减小， A错误；氨水的电离度减小，B正确； c(OH-)减小，C正确；c(NH4+)减大， D错误。
（6）将氨水与盐酸等浓度等体积混合，反应后生成氯化铵，此时溶液中存在NH4+的水解平衡，加入固体氯化铵，增大了铵根浓度，抑制了其水解，比值增大， A正确。通入少量氯化氢，氯离子增大程度大于铵根的增大程度，B错误。降低溶液温度，抑制其水解，铵根浓度增大， C正确。加入少量固体氢氧化钠，铵根浓度减小，D错误。
本题难度：一般
2、选择题 在容积一定的密闭容器中，进行可逆反应N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g)? ΔH＜0，有图Ⅰ、Ⅱ所示的反应曲线（T表示温度，P表示压强，C%表示NH3的体积分数），下列说法中不正确的是
A．T2＜T1
B．P2＞P1
C．若P3＜P4，y轴表示N2的转化率
D．若P3＞P4，y轴表示NH3的体积分数
参考答案：C
本题解析：A、根据图1可知，在压强均为P2的条件下，温度为T1的曲线首先达到平衡状态，这说明温度为T1时反应速率快，达到平衡的时间少。温度高反应速率快，所以温度是T2＜T1，A正确；B、碳氧根据图1可知，在温度均T1的条件下，压强为P2的首先达到平衡状态，这说明压强为P2时反应速率快，达到平衡的时间少。压强大反应速率快，所以压强是P2＞P1，B正确；C、该反应是体积减小的可逆反应，增大压强反应物的转化率增大。若P3＜P4，则压强为P4时的转化率大于压强P3时的转化率，C不正确；D、增大压强平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，所以若P3＞P4，y轴可以表示NH3的体积分数，D正确，答案选C。
本题难度：简单
3、计算题 （7分）一定温度下，物质的量浓度分别为2mol/L和1.5mol/L的SO2(g)和O2(g)在密闭容器中发生反应：2SO2(g)+ O2(g)
2SO3(g)，4min后反应达到平衡状态，测得容器中SO2(g)的转化率为60%，试求，在该温度下：
（1）用SO2表示的平均反应速率；
（2）平衡时O2的转化率；
（3）此反应的平衡常数。
参考答案：
本题解析：（共7分）由题可知，SO2的变化浓度为2mol·L－1×60%=1.2mol·L－1，则O2和SO3的变化浓度分别为0.6mol·L－1和1.2mol·L－1，则：
2SO2(g) +? O2(g) 
2SO3(g)
起始时各物质浓度/mol·L－1? 2? 1.5? 0
各物质变化浓度/mol·L－1? 1.2? 0.6? 1.2?
平衡时各物质浓度/mol·L－1? 0.8? 0.9? 1.2?（1分）
（1）v(SO2)=1.2mol·L－1÷4min=0.3 mol·L－1·min－1?
?（2分）
（2）O2的转化率为0.6mol·L－1÷1.5mol·L－1×100%="40%?" （2分）
（3）
（2分）
本题难度：一般
4、填空题 （17分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上采用如下反应合成甲醇：
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)，现模拟并分析该反应：
(1)能够说明该反应已达到平衡的是_________：
a．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化
b．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化
c．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
d．一定条件下，单位时间内消耗2molH2的同时生成1 mol CH3OH
(2)右图是该反应在不同温度下CO转化率随时间的变化曲线：
①该反应的△H____0（填“>”、“<”或“=”）。
②T1和T2温度下的平衡常数：K1____K2（填“>”、“<”或“=”）。
(3)2009年，长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破，原理如图1所示。
①甲醇完全燃烧的化学方程式_______________________。
②请写出从C口通入O2发生的电极反应式___________________。
(4)用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极)。
①该反应的离子方程式________________________。
②电解开始后在电极__________________的周围（填“C1”或“C2”）先出现红色。
参考答案：(1)ac（4分（4分，选一个对得2分，一对一错不得分）：
(2)①<（2分）?②>（2分）
(3)①2CH3OH＋3O2
2CO2＋4H2O（2分）；②O2＋4e－＋4H＋=2H2O（2分）
(4)2Cl－＋2H2O
Cl2↑＋H2↑＋2OH－（3分）? C2?（2分）
本题解析：（1）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以c正确。根据方程式可知，反应是体积减小的，因此压强也是减小的，所以a也能说明达到平衡状态。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，b不正确。D中反应速率的方向是相同的，不正确。答案选ac。
（2）①根据图像可知，温度为t2的曲线首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此t2大于t1。温度高，CO的转化率低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，即△H＜0。
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此平衡常数减小，即K1＞K2。
（3）①甲醇完全燃烧的生成物是水和CO2。所以方程式为2CH3OH＋3O22CO2＋4H2O。
②氧气在反应中得到电子，因此在正极通入，又因为氢离子向正极移动，所以正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋=2H2O。
（4）惰性电极电解饱和食盐水时，阳极是氯离子放电，产生氯气。阴极是氢离子放电，产生氢气，因此阴极周围水的电离平衡被破坏，溶液显碱性，显红色。由于C2和电源的负极相连，所以
C2是阴极，该电极周围溶液显红色。该反应的方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。
本题难度：一般
5、填空题 合成氨工业的核心反应是：N2(g)＋3H2(g) 
2NH3(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，能量变化如下图，回答下列问题：
(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1________，E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“＝”)。
(3)关于该反应的下列说法中，正确的是________。
A．ΔH>0，ΔS>0? B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS>0?D．ΔH<0，ΔS<0
(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol，H2为0.30 mol，NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率________。若升高温度，K值变化________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的是________(填字母)。
A．向容器中按原比例再充入原料气
B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂
D．分离出氨气
参考答案：(1)减小 减小 (2)< (3)D (4)33.3% 减小 (5)A、D
本题解析：(1)在反应体系中加入催化剂，降低了反应的活化能，即E1减小，E2减小，反应热不变。
(2)由图像可知N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，使用催化剂，加快了反应速率，但平衡并不移动，平衡转化率不变，上述反应仍不能进行彻底，故0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应后放出的热量应小于46.2 kJ。
(3)由图可知ΔH<0，根据反应方程式可知气体的物质的量减小，ΔS<0。
(4)? N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)
起始：? m ?n?0
转化：? x?3x ?2x
平衡：? m－x? n－3x?2x
根据题意m－x＝0.1 mol n－3x＝0.3 mol 2x＝0.1 mol
故x＝0.05 mol m＝0.15 mol n＝0.45 mol
α(H2)＝
＝
×100%＝33.3%。
ΔH<0，升温，平衡左移，K值减小。
(5)欲提高H2的转化率应使平衡右移，向容器中按原比例再充入原料气，相当于增大压强，平衡右移，A可行，B中充惰性气体对平衡无影响，C中改变催化剂不改变平衡移动，D中分离出氨气，平衡右移，方法可行，故选A、D。
本题难度：一般