题目内容
氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。工业合成氨的反应如下:N2(g) +3H2(g) 
2NH3(g) △H=一92. 4 KJ·mol-1
（1）2NH3(g) N2(g) +3H2(g)在恒容密闭容器中达到平衡的标志有
①单位时间内生成3n mol H2:同时生成2n mol NH3②用NH3、N2、H2表示反应速率比为2∶1∶3 ③混合气体的密度不再改变 ④混合气体压强不再改变 ⑤混合气体平均相对分子质量不再改变
| A．①③④ | B．①②④⑤ | C．①④⑤ | D．②③④ |
t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH3 ,70 min开始达到平衡。反应中CO2 ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:
| 时间／min | 0 | 30 | 70 | 80 | 100 |
| n(CO2) ／mol | 0.10 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.040 |
①20 min时，υ正(CO2 )_ 80 min时。υ逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”)。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将_ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_ (保留二位小数)。
④根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图像;保持其它条件不变;则(t+10)℃下正确的图像可能是 (填图甲中的“A”或“B”)。
⑤图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为 ，若两极共收集到气体22. 4L(标
况)，则消耗的尿素为 g(忽略气体的溶解)。
21.（1）C; （2）①>;②增大；③76.53④B⑤CO(NH2)2 -6e- + 8OH- = CO32- + N2 +6H2O
解析试题分析： （1） ①单位时间内生成3n mol H2:同时生成2n mol NH3,相当于同一物质的正逆反应速率相等，正确；②用NH3、N2、H2表示反应速率比为 2∶1∶3 ，无论是平衡还是没有平衡这个关系均成立，错误；③混合气体的密度不再改变，由于在整个恒容容器中，气体质量不变，所以密度一直不变，不能做为平衡判断依据，错误； ④气体总物质的量反应前后发生改变，混合气体压强不再改变时可以做为判断依据，正确； ⑤混合气体平均相对分子质量等于总质量除以总物质的量，质量不变但总物质的量发生改变，当不再改变时说明达到平衡，正确；（2）①由于没有达到平衡，平衡正向正反应方向时进行，所以20 min时υ正(CO2 )应该大于80 min时。②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO2和0. 20 molNH3，相当于开始加入了反应物量是0. 150 mo1CO2和0. 60 molNH3，由于是恒容容器，相当于增加了压强平衡右移，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将增大。③根据三态法可以计算为：
开始：0.1 0.4 0 0
转化：0.06 0.12 0.06 0.06
平衡：0.04 0.28 0.06 0.06
上述可逆反应的平衡常数为K=0.03*0.03/0.142*0.02=76.53。④由t℃到(t+10)℃升高了温度平衡逆向移动，氨气的转化率降低，故选正确的图像可能是B。⑤在电解池中阳极反应应该是失电子的，应该生成氮气，故电极反应为CO(NH2)2 -6e- + 8OH- = CO32- + N2 +6H2O，阴极有氢气生成，根据电子守恒，当阳极生成1mol氮气时阴极应该有3mol氢气生成，当共有1mol气体生成时，可求出有氮气0.25mol,生成尿素0.25mol,求得质量15g。
考点：本题考查了化学平衡状态的判断，题目难度不大，本题注意把握化学平衡状态判断的角度，特别是正逆反应速率的关系，为易错点。
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)
Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
某温度和压强条件下,分别将0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2 L密闭容器内,进行上述反应,5 min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60 g。
(1)H2的平均反应速率是 mol·L-1·min-1。
(2)平衡时容器内N2的浓度是 mol·L-1。
(3)SiCl4(g)的转化率是 。
(4)若按n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=3∶2∶6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在不改变反应条件的情况下,为了提高SiCl4(g)的转化率,可通过改变投料配比的方式来实现。下列四种投料方式,其中可行的是 。
| 选项 | 投料方式 |
| A | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=1∶1∶2 |
| B | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" " 1∶2∶2 |
| C | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" " 3∶2∶2 |
| D | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" " 2∶1∶3 |
(6)达到平衡后升高温度,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填字母序号)。
A.c(HCl)减少
B.正反应速率减慢,逆反应速率加快
C.Si3N4的物质的量减小
D.重新平衡时c(H2)/c(HCl)增大
CH3OH(g)在容积为1L。的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2，实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该正反应的△H_______0（填“＜”、“＞”或“=”），判断的理由是______。
CH3OH+H2O。
将E和F加入固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：
E(g)+F(s)
2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：
| 压强/MPa 体积分数/% 温度/℃ | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
| 810 | 54.0 | a | b |
| 915 | c | 75.0 | d |
| 1000 | e | f | 83.0 |
（2）该反应的△S 0（填“>”、“<”或“=”，下同），b f。
（3）平衡常数K(1000℃) K(810℃) ，理由是 。
（4）对于上述反应，下列说法正确的是 （填序号）。
①混合气体的密度不再变化，反应达到平衡
②该反应的正反应为放热反应
③增大F的量，单位体积活化分子数增大，化学反应速率加快
④恒温恒容条件下通入惰性气体，平衡不移动
⑤恒温恒压条件下通入惰性气体，化学反应速率加快
工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g)
（1）不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
①该反应△H 0，△S 0(填“>”或“<”)，则该反 自发进行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）实际生产条件控制在250℃、l.3×l04kPa左右，选择此压强的理由是 。
（2）某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)="0.l" mol·L -1。
①该反应的平衡常数K= ：
②在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列有关说法正确的是 （填序号）。
| A．氢气的浓度减少 |
| B．正反应速率加快，逆反应速率也加快 |
| C．甲醇的物质的量增加 |
| D．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大 |
cC在体积为2L的容器中进行反应。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的量随时间变化的曲线如下图所示：
在一定条件下，在一容积可变的密闭容器中，将SO2和O2混合发生反应：
2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－92.3KJ/mol，反应过程中，SO2、O2、SO3的物质的量(mol)的变化如下表（0～4min时，容器气体压强为0.1MPa）：
| 时间min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| n(SO2) | 2.00 | 1.92 | 1.84 | 1.76 | 1.76 | 1.64 | 1.52 | 1.40 | 1.40 | 1.40 |
| n(O2) | 1.00 | 0.96 | 0.92 | 0.88 | 0.88 | 0.82 | 0.76 | 0.70 | 0.70 | 0.70 |
| n(SO3) | 0 | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.24 | 0.36 | 0.48 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
回答下列问题：
（1）___________________________时段，反应处于平衡状态。
（2）第5min时，从同时提高速率和转化率两个方面分析，改变的外界条件是_____________；平衡向____________方向移动。（填“正”、“逆”或“不”）
（3）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。，Fe2O3和NiO作催化剂均能使S02的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的 主要优点是_____________。
（4）科研小组在3800C Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比n(O2):n(SO2)对S02转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(O2):n(SO2)=1:2时，SO2转化率的预期变化曲线。
超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的
会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的和
转变成
和
，化学方程式：2NO+2CO
2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度（mol·L-1）如表：
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c（NO） | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
| c（CO） | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
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）若1molNO和1molCO的总能量比1molCO2和0.5molN2的总能量大，则上述反应的
0（填写“>”、“<”、“=”）。（2）前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。（保留两位小数）
（3）下列措施能提高
和转变成和的反应速率的是 。A.选用更有效催化剂 B.升高反应体系温度C．降低反应体系温度 D.缩小容器体积
（4）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。（浓度/ mol·L-1）
| 实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 | CO初始浓度 | 催化剂比表面积/m2·g-1 |
| Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
| Ⅱ | | | | 124 |
| Ⅲ | 350 | | | 124 |
②请在给出的坐标图中，画出上表中的Ⅰ、Ⅱ两个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号、起始浓度。
（1）在密闭容器中进行下列反应：M(g) + N(g)
R(g) + 2L(?)，此反应规律符合下图图像。
①T1 T2 ,正反应的△H 0。（填“＞”、“＜”或“＝”，下同）。
②P1 P2 , L为 。（填“固”或“液”或“气”态）。
（2）合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g) 
2NH3(g) 
H＝-92．4 kJ／mol，该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。②若在一密闭容器中加入1molN2和3molH2，在一定条件下充分反应，放出的热量 92.4kJ.（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③将1 mol N2和3 mol H2充入体积不变的密闭容器中，在一定条件下达到平衡，此时欲提高该容器中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．向容器中再充入一定量H2 |
| C．改变反应的催化剂 | D．液化生成物分离出氨 |