2．一定條件下，某密閉容器中發(fā)生了如下反應：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)；ΔH<0，反應達到平衡后，SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量之比為3∶2∶5，保持其他條件不變，升溫后達到新的平衡時，SO₂、O₂的物質(zhì)的量分別為1.4 mol和0.9 mol，此時容器內(nèi)SO₃的物質(zhì)的量應為　　　　　　　　　　　　　　　　　

(　)

A．1.8 mol　 　　　　　　　　　　　　　　 B．2 mol

C．2.2 mol　 　　　　　　　　　　　　　　 D．2.4 mol

[解析]　2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)　ΔH<0

n_舊平衡　 　　　3x　 　　2x　 　　　5x

n_新平衡　 　　　1.4　 　　0.9

Δn(SO₂)∶Δn(O₂)＝|3x－1.4|∶|2x－0.9|＝2∶1

解得x＝0.4

3x＝1.2

2x＝0.8

5x＝2

所以平衡向逆方向移動。

Δn(SO₃)＝Δn(SO₂)＝1.4 mol－3x mol＝0.2 mol

所以新平衡時：n(SO₃)＝5x mol－0.2 mol＝1.8 mol。

[答案]　A

1．在密閉容器中，一定條件下，進行如下反應：NO(g)+CO(g)N₂(g)+CO₂(g)；ΔH＝－373.2 kJ/mol，達到平衡后，為提高該反應的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是

(　)

A．加催化劑同時升高溫度　　 B．加催化劑同時增大壓強

C．升高溫度同時充入N₂　 　　　　　　　 　　D．降低溫度同時增大壓強

[解析]　該可逆反應中正反應為氣體體積減小的放熱反應，升高溫度反應速率增大，平衡左移，NO轉(zhuǎn)化率減小。降低溫度反應速率減小，平衡右移，NO轉(zhuǎn)化率增加。增大壓強反應速率增大，平衡右移，NO轉(zhuǎn)化率增大。加催化劑，反應速率增大，不影響平衡。充入N₂若容器體積不變則速率、平衡不受影響，若容器體積擴大則反應速率減小。

[答案]　B

14．二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學當前的重要研究內(nèi)容之一。

(1)硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：

2SO₂(g)+O₂(g)　2SO₃(g)

某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關系如右圖所示。

根據(jù)圖示回答下列問題：

①將2.0 mol SO₂和1.0 mol O₂置于10 L密閉容器中，反應達平衡后，體系總壓強為0.10 MPa。該反應的平衡常數(shù)等于________________。

②平衡狀態(tài)由A變到B時，平衡常數(shù)K(A)______K(B)(填“＞”“＜”或“＝”)。

(2)用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如CH₄(g)+4NO₂(g)===4NO(g)+CO₂(g) +2H₂O(g)；ΔH＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g)+4NO(g)===2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；

ΔH＝－1 160 kJ·mol^－1

若用標準狀況下4.48 L CH₄還原NO₂至N₂，整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為_________(阿伏加德羅常數(shù)的值用N_A表示)，放出的熱量為________kJ。

(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe₂O_x 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni)由鐵酸鹽(MFe₂O₄)經(jīng)高溫還原而得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉(zhuǎn)化流程如下圖所示：

請寫出MFe₂O_x分解SO₂的化學方程式____________________(不必配平)。

[解析]　(1)①　　2SO₂(g) + O₂(g)2SO₃(g)

起始濃度 mol·L^－1　　 　　　　　 0

平衡濃度　 mol·L^－1 　0.04　　 0.02　　 0.16

K＝＝800　 L·mol^－1

②平衡狀態(tài)由A變到B時，條件的改變是增大壓強，溫度沒有變化，所以平衡常數(shù)不變，K(A)＝K(B)。

(2)將兩熱化學方程式相加得

2CH₄(g)+4NO₂(g)===2N₂(g)+2CO₂(g)+4H₂O(g)；

ΔH＝－1 734 kJ·mol^－1

可以看出2×22.4 L CH₄被氧化轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為16N_A，放出熱量1 734 kJ。4.48 L轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為1.6N_A，放出熱量173.4 kJ。

(3)因為MFe₂O_x是由MFe₂O₄經(jīng)高溫還原而得，所以它與SO₂反應時作還原劑，SO₂為氧化劑，則可以寫出化學方程式MFe₂O_x+SO₂―→MFe₂O₄+S

[答案]　(1)①800 L·mol^－1　②＝

(2)1.60N_A(或1.6N_A)　173.4

(3)MFe₂O_x+SO₂―→MFe₂O₄+S

0．003 mol·L^－1·s^－1，則v(O₂)＝v(NO)＝0．001 5 mol·L^－1·s^－1。

(2)a項中未指明正、逆反應速率，故無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài)；由于該反應是前后氣體體積不相等的反應，當容器內(nèi)壓強保持不變時，說明該反應已達到平衡狀態(tài)，故b項正確；c項中已說明正、逆反應速率相等，故說明該反應已達到平衡狀態(tài)；由于氣體總質(zhì)量不變，氣體總體積也不變，因此，無論該反應是否達到平衡，容器內(nèi)密度總保持不變，故d項無法說明該反應是否達到平衡狀態(tài)；

(3)a項能使反應速率減慢，平衡正移，故a項錯誤；b項能使反應速率加快，但平衡逆向移動，故b項錯誤；c項能使反應速率加快，平衡正移，故c項正確；d項能使反應速率加快，但對平衡無影響，故d項錯誤。

[答案]　(1)b　1.5×10^－3 mol·L^－1·s^－1

(2)bc　(3)c

13．在2 L密閉容器內(nèi)，800 ℃時反應2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)；ΔH<0。體系中，n(NO)隨時間的變化如表：

(1)如圖中表示NO₂的變化曲線是___________________。

用O₂表示從0-2 s內(nèi)該反應平均速率v＝________________________。

(2)能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________。

a．v(NO₂)＝2v(O₂)　 　　　　　　　　　　　　 b．容器內(nèi)壓強保持不變

c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)　 　　　　　　　　　　 d．容器內(nèi)密度保持不變

(3)下列措施能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是________。

a．及時分離出NO₂氣體　 　　　　　　　　 b．適當升高溫度

c．增大O₂的濃度　 　　　　　　　　　　　　 d．選擇高效催化劑

[解析]　(1)由平衡體系2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)知，NO₂為生成物，在0 s時，c(NO₂)＝0 mol·L^－1，隨反應的進行，c(NO₂)逐漸增大，當達到平衡時，c(NO₂)＝＝0.006 5 mol·L^－1，故表示NO₂變化曲線的為b。v(NO)＝＝＝＝

12．(2008年江蘇)將一定量的SO₂和含0.7 mol氧氣的空氣(忽略CO₂)放入一定體積的密閉容器中，550 ℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應：2SO₂+O₂2SO₃(正反應放熱)。反應達到平衡后，將容器中的混合氣體通入過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28 L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O₂，氣體的體積又減少了5.6 L(以上氣體體積均為標準狀況下的體積)。(計算結果保留一位小數(shù))

請回答下列問題：

(1)判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志是________。(填字母)

a．SO₂和SO₃濃度相等

b．SO₂百分含量保持不變

c．容器中氣體的壓強不變

d．SO₃的生成速率與SO₂的消耗速率相等

e．容器中混合氣體的密度保持不變

(2)欲提高SO₂的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是________。(填字母)

a．向裝置中再充入N₂　 b．向裝置中再充入O₂

c．改變反應的催化劑　 d．升高溫度

(3)求該反應達到平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率(用百分數(shù)表示)。

(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少克？

[解析]　本題主要考查平衡的基本計算及平衡狀態(tài)的判斷。

(1)平衡狀態(tài)的特征是各組分含量保持不變和v_B(正)＝v_B(逆)，所以b正確，a、d錯誤，由于左右兩邊計量數(shù)不等，所以壓強不變也說明是平衡態(tài)，而ρ＝，氣體質(zhì)量守恒，容器體積又不變，所以ρ始終不變；

(2)欲提高轉(zhuǎn)化率，即促使平衡右移，充入N₂無影響，充入O₂平衡右移，催化劑只改變反應速率，對平衡無影響，升高溫度，平衡左移，所以選b；

(3)消耗氧氣的物質(zhì)的量：0.7 mol－＝0.45 mol

生成SO₃的物質(zhì)的量：0.45 mol×2＝0.9 mol

SO₂和SO₃的物質(zhì)的量之和：＝0.95 mol

反應前SO₂的物質(zhì)的量：0.95 mol

SO₂的轉(zhuǎn)化率：×100%＝94.7%

即該反應達到平衡時SO₂的轉(zhuǎn)化率是94.7%。

(4)在給定的條件下，溶液呈強酸性，BaSO₃不會沉淀。因此BaSO₄的質(zhì)量：0.90 mol×0.05×233 g/mol≈10.5 g

[答案]　(1)b、c　(2)b　(3)94.7%　(4)10.5 g

11．(2009年全國Ⅱ理綜)某溫度時，在2　 L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表所示。

(1)根據(jù)下表中數(shù)據(jù)，在下圖中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線：

(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是___________________________________________；

(3)列式計算該反應在0-3 min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應速率：______________________________________________；

(4)該反應達到平衡時反應物X的轉(zhuǎn)化率α等于________；

(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線1、2、3(如下圖所示)則曲線1、2、3所對應的實驗條件改變分別是：

1______________，2______________，3______________。

[解析]　(2)由表中數(shù)據(jù)可知X、Y、Z是以1∶2∶2的比例進行反應的，且9 min以后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不發(fā)生變化也均不為零，說明該反應是可逆反應，且反應方程式為：X+2Y2Z。

(3)v(Z)＝＝＝0.083 mol·L^－1·min^－1.

(4)α(X)＝×100%＝×100%＝45%。

(5)對比曲線1和表中數(shù)據(jù)可知：曲線1達到平衡所用時間短(2 min)，且生成的Z較少，即相對原平衡來說是增大了反應速率且平衡向逆向移動，故曲線1改變的條件是升高了溫度。對比曲線2和表中數(shù)據(jù)可知：曲線2達到平衡所用時間短(1 min)，但Z的量不變，即加快了反應速率但平衡沒有移動，故曲線2改變的條件是加入了催化劑。對比曲線3和表中數(shù)據(jù)可知：曲線3達到平衡所用時間短(7 min)，且平衡時生成Z的量增多(0.95 mol)，即加快了反應速率且平衡向正向移動，故曲線3改變的條件是增大壓強。

[答案]　(1)

(2)X+2Y2Z

(3)＝0.083 mol·L^－1·min^－1　(4)45%

(5)升高溫度　加入催化劑　增大壓強

10．一定條件下，合成氨反應達到平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為20.0%，與反應前的體積相比，反應后體積縮小的百分率是

(　)

A．16.7%　　　　B．20.0%

C．80.0%　 　　　　　　　　　　　　 D．83.3%

[解析]　合成氨反應是反應后氣體體積減小的反應。按正常思路利用平衡計算方法。設N₂、H₂起始的物質(zhì)的量分別為x，y，N₂轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為z，得出

　N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)

起始物質(zhì)的量　　　　　　 x　 　y　　　0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量　　　　　　 z　　 3z　 　2z

平衡物質(zhì)的量　　　　　　 (x－z)　 (y－3z)　　2z

平衡時總的物質(zhì)的量為(x－z)+(y－3z)+2z＝x+y－2z

即生成氨氣的物質(zhì)的量就是氣體總的減少的物質(zhì)的量。

根據(jù)＝20%⇒z＝，得體積縮小的百分率為＝＝≈16.7%

另附巧解方法：從化學方程式中知反應后氣體中生成的氨氣的物質(zhì)的量等于氣體減少的物質(zhì)的量。氨氣占反應后氣體總量的20%，那么減少的氣體體積與反應前氣體總體積比必小于20%。答案只有A符合。

[答案]　A

9．(2008年海南)X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1∶1的物質(zhì)的量之比混合，放入密閉容器中發(fā)生如下反應：X+2Y2Z，達到平衡后，測得混合氣體中反應物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量之比為3∶2，則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于

(　)

A．33%　　　　　　　 B．40%

C．50%　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．66%

[解析]　　X　+　2Y2Z

　 起始　 　　　n mol 　　n mol　 　0 mol

　 轉(zhuǎn)化 　　　　x　 　　　2x　 　　2x

　 平衡時　 　　n－x 　　n－2x 　　2x

＝　x＝n mol。

所以Y的轉(zhuǎn)化率為×100%＝66%。

[答案]　D

8．已知：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1。一定條件下，向體積為1 L的密閉容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化曲線如下圖所示。下列敘述中，正確的是

(　)

A．升高溫度能使增大

B．反應達到平衡狀態(tài)時，CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為75%

C．3 min時，用CO₂的濃度表示的正反應速率等于用CH₃OH的濃度表示的逆反應速率

D．從反應開始到平衡，H₂的平均反應速率v(H₂)＝0.075 mol·L^－1·min^－1

[解析]　該反應ΔH<0，為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，n(CH₃OH)減小，n(CO₂)增大，減小，A錯；反應達平衡時，CO₂的轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%，B對；3 min時，c(CH₃OH)＝c(CO₂)，由于3 min后c(CH₃OH)增大，c(CO₂)減小，即v_正>v_逆，因此用CO₂的濃度表示的正反應速率大于用CH₃OH的濃度表示的逆反應速率，C錯；

0-10 min內(nèi)，v(CO₂)＝＝0.075 mol·L^－1·min^－1，根據(jù)同一反應中用不同物質(zhì)表示的反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，v(H₂)＝3v(CO₂)＝0.225 mol·L^－1·min^－1，D錯。

[答案]　B