在恒温时.向某密闭容器中通入2mol X和1mol Y气体.发生如下反应:2X.压强一定时.测得在平衡时Z的体积分数为0.4．(1)与上述平衡保持同温.同压.若向密闭容器中通入4mol X.达到平衡.则Z的体积分数为40%40%,平衡时.气体的总物质的量是5mol5mol．(2)与上述平衡保持同温.同压.若向密闭容器中通入X的物质的量分别记为n.并满足平衡时Z的体积分� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

在恒温时，向某密闭容器中通入2mol X和1mol Y气体，发生如下反应：2X（g）+Y（g）?2Z（g），压强一定时，测得在平衡时Z的体积分数为0.4．
（1）与上述平衡保持同温、同压，若向密闭容器中通入4mol X（g）和2mol Y（g），达到平衡，则Z的体积分数为

40%

；平衡时，气体的总物质的量是

5mol

．
（2）与上述平衡保持同温、同压，若向密闭容器中通入X（g）和Y（g）的物质的量分别记为n（X）、n（Y），并满足平衡时Z的体积分数为0.4，则

n(X)

n(Y)

的取值范围为

0.5--5

．

分析：（1）与原平衡为等效平衡，各组分的含量与原平衡对应相同，利用三段式解题法计算．根据C的体积分数为0.4列方程，求解．
（2）根据C的体积分数为0.4列方程，反应物不能完全反应，平衡时不零，列不等式，联立求解．

解答：解：（1）恒温时，密闭容器中通入2molX（g）和1molY（g）发生反应达平衡，压强一定时C的体积分数为0.4．与上述平衡保持同温、同压，且n （X）：n （Y）=2：1，
则为等效平衡，Z的体积分数仍为0.4．设消耗Y物质的量为x，依据化学平衡三段式列式得到；
                    2X（g）+Y（g）?2Z（g），
起始物质的量（mol）　4       2      0
变化物质的量（mol） 2x       x       2x
平衡物质的量（mol）4-2x    2-x      2x
则有

(4-2x+2-x+2x)

×100%=40%，解得x=1，
n（总）=4-2x+2-x+2x=6-x=5．
故答案为：40%，5mol；
（2）设反应过程中Y的消耗量为y，依据化学平衡三段式列式得到
                   2X（g）+Y（g）?2Z（g），
起始物质的量（mol）　 n（X） n（Y）     0
变化物质的量（mol） 2y    y          2y
平衡物质的量（mol）n（X）-2y n（Y）-y    2y
据题意

n(X)-2y+n(Y)+2y

×100%=40%，
解得n（X）+n（Y）=6y…①，且n（X）-2y＞0…②，n（Y）-y＞0…③，
联立①③解得：n（X）+n（Y）＜6n（Y），n（X）＜5n（Y）；
联立①②得到：n（X）+n（Y）＜

×6n（Y），n（X）＞0.5n（Y），
得到：0.5n（Y）＜n（X）＜5n（Y）
故答案为：0.5＜

n(X)

n(Y)

＜5；

点评：本题考查等效平衡的计算，题目难度较大，注意准确理解等效平衡的原理和应用．

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CH₃OH（g）△H
（1）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250°C	300°C	350°C
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜“）
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）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250°C

．
（2）在100℃压强为0.1MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇，达平衡时CO的转化率为50%，则100℃该反应的平衡常数K=

（用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式）．此时保持温度容积不变，再向容器中充入a mol CH₃OH（g），平衡

向逆反应方向

（向正反应方向、向逆反应方向）移动，再次达到新平衡时，CO的体积分数

减小

．（减小、增大、不变）
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是

．
A．升温 B．加入催化剂 C．增加CO的浓度
D．恒容充入H₂E．恒压充入惰性气体 F．分离出甲醇
（4）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）

．
A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（5）300°C，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡的有关数据如下：

容器		甲	乙	丙
反应物投入量		1molCO、2moL H₂	1molCH₃OH	2molCH₃OH
平衡时的数据	CH₃OH浓度（mol/L）	c₁	c₂	c₃
	反应的能量变化	akJ	bkJ	ckJ
	体系压强（Pa）	p₁	p₂	p₃
	反应物转化率	α₁	α₂	α₃

请选择正确的序号填空（不定项选择）
①c₁、c₂、c₃的关系表达正确的为

A c₃＞2c₁ B c₁＜c₃＜2c₁ C c₁=c₂
②a、b、c的关系表达正确的为

A c＜2|△H|B a+b=|△H|C c=2b
③p₁、p₂、p₃的关系不正确的为

A p₁=p₂ B p₂＜p₃＜2p₂ C p₃＞2p₂
④a₁、a₂、a₃的关系表达不正确的为

A a₁=a₂ B a₃＜a₂ C a₁+a₂=1．

汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N₂（g）+O₂（g）

2NO（g）△H＞0
已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10^-4．请回答：
（1）该反应的平衡常数表达式为

（2）该温度下，向2L密闭容器中充入N₂和O₂各1mol，平衡时，N₂的转化率是

%（保留整数）．
（3）该温度下，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为2.5×10^-1mol/L、4.0×10^-2mol/L和3.0×10^-3mol/L，此时反应

向正反应方向进行

（填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”），理由是

(3×10-3 )2

(2.5×10-1)×(4.0×10-2)

＜K

(3×10-3 )2

(2.5×10-1)×(4.0×10-2)

＜K

．
（4）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是

（填字母序号）．

（5）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N₂和O₂，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态．与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数

不变

填“变大、“变小”或“不变”）．

(12分)随着氮氧化物污染的日趋严重，我国将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法：
（1）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C（g）+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g) △H.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T₁℃）条件下反应，反应进行到不同时刻测得各物质的浓度如下：

浓度/mol?L^-1 时间/min	NO	N₂	CO₂
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①T₁℃时，该反应的平衡常数K=             （保留两位小数）
②30min后，改变某一条件，经过一段时间后反应重新达到平衡，则改变的条件可能是
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中的NO、N₂、CO₂的浓度之比为5:3:3，则该反应的△H          （填“＞”、“＜”或“=”）0
（2）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄（g）+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂0(g) △H=-574kJ.mol^-1
②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)   △H=-1160kJ.mol^-1
③H₂O(g)=H₂O(l) △H=-44.0kJ.mol^-1
写出CH₄和NO₂反应生成N₂(g) 、CO₂(g)和 H₂O(l)的热化学方程式：

（3）选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前应用最广、最有效的烟气脱硝技术之一。该技术涉及以下反应：4NO(g)+4NH₃(g)+ O₂(g)=在4N₂(g)+ 6H₂O(g),在恒容的密闭容器中，下列有关说法中正确的是     （填字母）
A．其他条件不变，使用高效催化剂，烟气中NO的转化率增大
B．单位时间内消耗NH₃和NO的物质的量之比为1:1时，反应达到平衡
C．其他条件不变时升高温度，反应的平衡常数减小
D．反应达到平衡后，再向容器中充入等量的反应物，再次达到平衡时，NO的转化率减小
（4）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，该电极的电极反应可表示为

(12分)随着氮氧化物污染的日趋严重，我国将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法：

（1）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C（g）+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g) △H.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T₁℃）条件下反应，反应进行到不同时刻测得各物质的浓度如下：

浓度/mol•L^-1 时间/min	NO	N₂	CO₂
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①T₁℃时，该反应的平衡常数K= （保留两位小数）

②30min后，改变某一条件，经过一段时间后反应重新达到平衡，则改变的条件可能是

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中的NO、N₂、CO₂的浓度之比为5:3:3，则该反应的△H （填“＞”、“＜”或“=”）0

（2）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄（g）+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂0(g) △H=-574kJ.mol^-1

②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=-1160kJ.mol^-1

③H₂O(g)=H₂O(l) △H=-44.0kJ.mol^-1

写出CH₄和NO₂反应生成N₂(g) 、CO₂(g)和 H₂O(l)的热化学方程式：

（3）选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前应用最广、最有效的烟气脱硝技术之一。该技术涉及以下反应：4NO(g)+4NH₃(g)+ O₂(g)=在4N₂(g)+ 6H₂O(g),在恒容的密闭容器中，下列有关说法中正确的是（填字母）

A．其他条件不变，使用高效催化剂，烟气中NO的转化率增大

B．单位时间内消耗NH₃和NO的物质的量之比为1:1时，反应达到平衡

C．其他条件不变时升高温度，反应的平衡常数减小

D．反应达到平衡后，再向容器中充入等量的反应物，再次达到平衡时，NO的转化率减小

（4）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，该电极的电极反应可表示为

（15分）随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

(1)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)＋2NO(g)N₂(g)＋CO₂ (g) △H。某研究小组向某恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T₁℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol·L^－¹ 时间/min	NO	N₂	CO₂
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①下列各项不能作为判断反应达到化学平衡状态依据的是

A.容器内CO₂的浓度保持不变 B．v_正(N₂) ＝2 v_正(NO)

C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

②T₁℃时，该反应的平衡常数K＝（保留两位小数）。

③30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是。

④若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则该反应的△H 0（填“＞”、“ ＝”或“＜”）。

(2)用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－574 kJ·mol^－¹

②CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－1160 kJ·mol^－¹

③H₂O(g)＝H₂O(l) △H＝－44.0 kJ·mol^－¹

写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(1)的热化学方程式。

(3)以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为。

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