时间:2017-03-02 22:46:00
1、填空题 氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可在高温下的氮气流中由石英与焦炭通过以下反应制得：3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2（g）
Si3N4(s) + 6CO(g) + Q（Q>0）
完成下列填空：
（1）某温度下该反应在一容积为2L的密闭容器中进行，2min后达到平衡，刚好有2mol电子发生转移，则2min内反应的速率为：v(CO) = ?；该反应的平衡常数表达式为 ?。
（2）其它条件不变时仅增大压强，则?。
a．K值减小，平衡向逆反应方向移动?
b．K值增大，平衡向正反应方向移动
c．K值不变，平衡向逆反应方向移动?
d．K值不变，平衡向正反应方向移动
（3）一定条件下能说明上述反应已达平衡的是 ?。
a．c(N2 ) : c(CO) = 1：3? b．3v(N2 ) = v(CO)
c．固体质量不再改变? d．气体密度不再改变
达到平衡后改变某一条件，反应速率v与时间t的关系如图所示。?
若不改变N2与CO的量，则图中t4时引起变化的原因可能是 ?；图中t6时引起变化的原因可能是?。
由图可知，平衡混合物中CO含量最高的时间段是?。
参考答案：（1）0.25mol/L·min（1分，计算或单位错不给分）；?K=
（1分）（2）c?（1分）
（3）c、d（1分×2）33、升高温度或缩小体积（增大压强）（1分）；加入了催化剂（1分）。
t3～t4（1分）。
本题解析：（1）可逆反应3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）?Si3N4（s）+6CO（g）的平衡常数k=该反应为放热反应，升高温度平衡逆反应进行，化学平衡常数减小；（2）由方程式可知，该反应正反应是气体物质的量增大的反应，混乱度增大，熵值增大，故△S＞0；故答案为：＞；（3）A．单位时间生成2摩尔Si3N4的同时生成1摩尔的N2，生成2摩尔Si3N4的消耗4molN2，氮气的生成速率与消耗速率不相等，反应未达平衡状态，故A错误；B．平衡时c（N2）与c（CO）之比为1：3，可能处于平衡状态，也可能不处于平衡状态，与氮气的转化率等有关，故B错误；C．平衡时平衡体系个组分的含量不变，CO的百分含量保持不变，说明到达平衡状态，故C正确；D．单位时间消耗1摩尔SiO2的同时生成2摩尔的C，消耗1摩尔SiO2需要消耗2molC，C的生成速率与消耗速率相等，反应达平衡状态，故D正确；故选CD；（4）若不改变N2、CO的量，由图可知，t4时瞬间正、逆反应都增大，平衡向逆反应移动，改变条件为升高温度后压缩体积增大压强；t6时瞬间正、逆反应都增大，平衡不移动，故应是加入催化剂；t2时改变改变条件，平衡向正反应移动，在t3时重新到达平衡，t4时改变条件，平衡向逆反应移动，t5时由达平衡，故t3～t4平衡状态CO的含量最高；故答案为：升高温度后压缩体积增大压强；加入催化剂；t3～t4。
本题难度：困难
2、填空题 在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。
（1）已知：N2(g)+ O2(g)="2NO(g)" △H=＋180.5 kJ/mol?
2C(s)+ O2(g)="2CO(g)" △H="-221.0" kJ/mol
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H="-393.5" kJ/mol
尾气转化的反应之一：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)?△H＝?。
（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时，按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
①前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
②在该温度下，反应的平衡常数K =?。（只写出计算结果）
③对于该可逆反应，通过综合分析以上信息，至少可以说明?（填字母）。
A．该反应的反应物混合后很不稳定
B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C．该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小
D．该反应在一定条件下能自发进行
E．该反应使用催化剂意义不大
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是?。
A．负极的电极反应式为：CO+O2—―2e-＝CO2
B．工作时电极b作正极，O2-由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高
参考答案：（1）-746.5 kJ/mol(2)①1.88×10－4 mol/(L·s) 5000?③BCD?（3）B
本题解析：略
本题难度：简单
3、填空题 （12分）一定温度下，在一固定体积的容器中，通入一定量的CO和H2O，
发生如下反应：CO (g) 十H2O (g) 
?CO2 (g) 十 H2 (g) ； △H＜0
（1）在850℃时，CO和H2O浓度变化如下左图，则 0～4min的平均反应速率v(CO2)＝?_mol·L-1·min-1
（2）t1℃时，在相同容器中发生上述反应，各物质的浓度变化如右上表：
① 计算t1℃该反应的平衡常数为K = ?。
② t1℃时，反应在5min～6min间，平衡?移动（填向左、向右或不 ），若在第5分钟改变一种条件达到第6分钟的浓度，改变的条件是?________。
（3）t2℃时，化学反应CO (g) + H2O (g) ?CO2 (g) + H2 (g)的平衡浓度符合c（CO2）·c（H2）＝2 c（CO）·c（H2O），则t2℃?850℃,判断依据是：??
参考答案：（1）0.03 ?（2）① 0.5? ② 向右；?将H2O (g)浓度增加到0.286 mol·L-1（写增加H2O (g)浓度得1分） （3）＜ ；? t2℃的平衡常数为2，大于850℃的平衡常数1，平衡右移
本题解析：（1）反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。根据图像可知，在0～4min内CO的浓度变化量是0.20mol/L－0.08mol/L＝0.12mol/L，根据方程式可知CO2的浓度变化量也是0.12mol/L，所以反应速率是
。
（2）①根据表中数据可知反应进行到3min时，物质的浓度就不再发生变化，反应达到平衡状态。所以平衡常数为
.
②反应在5min～6min间时，反应物的浓度降低，生成物的浓度增大，说明平衡向正反应方向移动。由于在第6min时CO的浓度减小，H2O的浓度增大，CO2的浓度也增大，说明改变的条件是增大了水蒸气的浓度，根据CO的变化量可知，在第5min时将H2O (g)浓度增加到0.266mol/L＋0.116mol/L－0.096mol/L＝0.286 mol·L-1。
（3）平衡浓度符合c（CO2）·c（H2）＝2 c（CO）·c（H2O），则此时平衡常数为2，根据（1）可计算出850℃时的平衡常数为1，即此时大于850℃的平衡常数，说明反应向正反应方向移动。又因为反应是放热反应，所以温度降低才能向正反应方向移动。
本题难度：一般
4、填空题 2L容积不变的密闭容器中，加入1.0molA和2.2molB，进行如下反应：
A（g）+2B（g）?C（g）+D（g），
在不同温度下，D的物质的量n（D）和时间t的关系如图
试回答下列问题：
（1）800℃时．0-5min内，以B表示的平均反应速率为______．
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的标志是______．
A．容器压强不变B．混合气体中c（A）不变
C．2v正（B）=v逆（D）D．c（A）=c（C）
E．混合气体的平均分子量不再改变F．混合气体密度不变
G．A：B：C：D=1：2：1：1
（3）利用图中数据计算800℃时的平衡常数K=______，B的平衡转化率为：______．
该反应为______反应（填吸热或放热）．
（4）800℃时，另一2L容积不变的密闭容器中，测得某时刻各物质的量如下：
n（A）=2.2mol，n（B）=5.2mol，n（C）=1.8mol，n（D）=1.8mol，则此时该反应______进行（填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”）．
参考答案：（1）800℃时．0-5min内，D的平均化学反应速率v(D)=△nV△t=0.6mol2L5min=0.06mol/Lmin，同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v（B）：v（D）=2：1=v（B）：0.06mol/Lmin，v（B）=0.12mol?L-1?min-1；
故答案为：0.12mol?L-1?min-1；
（2）该反应是反应前后气体体积减小的反应，反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；
A：该反应是反应前后气体体积减小的反应，当压强不变时，各物质的浓度不再发生变化，故A正确．
B、反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，故B正确；
C、2v正（B）=v逆（D），速率之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡状态，故C错误．
D、无论反应是否达到平衡状态，c（A）=c（C），所以不能作为判断平衡状态的依据，故D错误．
E、反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量不变，混合物的质量不变，所以混合气体的平均分子量不再改变，所以能作为化学平衡状态的判断依据，故E正确．
F、根据质量守恒，无论反应是否达平衡状态，混合物质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能作为化学平衡状态的判断依据，故F错误．
G、反应按照n（A）：n（B）：n（C）：n（D）=1：2：1：1进行，开始n（A）：n（B）不是1：2；到达平衡后，n（A）：n（B）：n（C）：n（D）一定不是1：2：1：1，故G错误．
故答案为：ABE
（3）A（g）+2B（g）
C（g）+D（g），
起始 1.0mol 2.2mol 0 0
反应0.6mol1.2mol 0.6mol0.6mol
平衡0.4mol 1.0mol 0.6mol0.6mol
平衡时A、B、C、D各物质的浓度分别为0.2mol/L、0.5mol/L、0.3mol/L、0.3mol/l、
化学平衡常数K=0.3mol/L×0.3mol/L0.2mol/L×(0.5mol/L)2=1.8（mol?L-1）-1；
B的平衡转化率=1.2mol2.2mol×100%=54.5%；
根据图象知，降低温度，D的含量减少，所以平衡向逆反应方向移动，故正反应是吸热反应．
故答案为：1.8（mol?L-1）-1；54.5%；吸热．
（4）A、B、C、D各物质的浓度分别为1.1 mol/L、2.6 mol/L、0.9 mol/L、0.9 mol/L
浓度商QC=0.9mol/L×0.9mol/L1.1mol/L×(2.6mol/L)2=0.11（mol?L-1）-1＜1.8（mol?L-1）-1，所以反应向正反应方向进行．
故答案为：向正反应方向．
本题解析：
本题难度：一般
5、计算题 （6分）如图所示向A中充入1 mol X 、1 mol Y，向B中充入2 mol X、2? mol Y，起始时，v（A）=v（B）="a" L。在相同温度和有催化剂存在下，两容器中各自发生下述反应：X+Y
2Z+W；（X、Y、Z、W均为气体）正反应为放热反应，达到平衡时，v（A）="1.2a" L。
试回答：
（1）A中X的转化率α(A)_______________________________________________________。
（2）A、B中X的转化率的关系：α(A) ___________α(B)。(填“＜”“＞”或“=”)
(3)打开K，一段时间又达到平衡，A的体积为___________L。（连通管中气体体积不计）
参考答案：(1)40%? (2)＞? (3)2-6a
本题解析：X+Y2Z+W? ΔV
1? 1 ?2? 1? 1
反应? 0.2a? 0.2a
反应前X的体积为0.5a，反应掉0.2a，则α(A)=
×100%=40%。
A相对于B压强减小，平衡右移α(A)＞α(B)。
本题难度：简单