某温度下向1L密闭容器中充入1mol N2和3 mol H2，使反应N2+3H22NH3达平衡，平衡混合气中N2、H2、NH3的浓度分别为M、N、G(mol／ - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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某温度下向1L密闭容器中充入1mol N₂和3 mol H₂，使反应N₂+3H₂

2NH₃达平衡，平衡混合气中N₂、H₂、NH₃的浓度分别为M、N、G(mol／L)．如果温度不变，只改变初始物质的加入量，要求M、N、G保持不变，则N₂、H₂、NH₃的加入量用x、y、z表示时应满足的条件是：
①若x=0，y=0，则z=        ；
②若x="0.75" mol，则y=        ，z=         ；
③x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z方程表示，其中一个含x、z，另一
个含y、z)                                 。
若将上述条件改为恒温、恒压，其它均不变，则
a．若x=0，y=0，则z=        ；
b．若x="0.75" mol，则y=        ，z=         ；
c．x、y、z取值必须满足的一般条件是                                 。

答案

①2mol②y=2.25mol，z=0.5mol
③z=2-2x，z=2-2/3y；a、z>0；b、y=2.25mol，z≥0；c、y=3x，z≥0.

解析

试题分析：①恒温恒容条件下，改变初始物质的加入量，达到平衡时各物质的浓度不变，意味着新平衡与原平衡是等效平衡。对于反应前后气体的物质的量变化的可逆反应而言，两次加入的物质的物质的量完全相同即可达到等效平衡，所以开始充入1mol N₂和3 mol H₂，相当于充入2mol NH₃，则x=0，y=0时，z=2mol；
②同理x=0.75mol，氢气的物质的量是氮气的3倍，则y=2.25mol，此时相当于充入1.5mol的NH₃，所以只需再充入0.5mol NH₃，即可达到与原平衡等效，即z=0.5mol
③根据①②的数据可得，x、y、z满足的条件是z=2-2x，z=2-2/3y；
若改为恒温恒压条件，则只需加入的物质的物质的量对应成比例即可达到等效平衡。a、若x=0，y=0，则z为任意不为0的数值；b、若x="0.75" mol，开始时氢气的物质的量是氮气的3倍，氨气无论是多少，转化为氮气、氢气时，二者的物质的量之比都是1:3，所以y=2.25mol，z≥0；c、由以上分析可知恒温恒压下，达到与原平衡等效时x、y、z取值必须满足的一般条件是y=3x，z≥0.

核心考点

试题【某温度下向1L密闭容器中充入1mol N2和3 mol H2，使反应N2+3H22NH3达平衡，平衡混合气中N2、H2、NH3的浓度分别为M、N、G(mol／】；主要考察你对反应速率与平衡的有关计算等知识点的理解。[详细]

举一反三

向甲、乙两个容积均为1 L的恒温恒容的密闭容器中，分别充入一定量的SO₂和O₂(其中，甲充入2 mol SO₂、1 mol O₂，乙充入1 mol SO₂、0．5 mol O₂)，发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)

2SO₃(g)；ΔH＝－197．74 kJ·mol^－1。

一段时间后达到平衡，测得两容器中c(SO₂)(mol·L^－1)随时间t(min)的变化关系如右图所示。下列说法正确的是(　　)

A．热量：Q(甲)<2Q(乙)

B．压强：p(甲)<2p(乙)

C．乙中前5 min内的反应速率v(O₂)＝0．10 mol·L^－1·min^－1

D．保持其他条件不变，若起始时向乙中充入0．4 mol SO₂、0．2 mol O₂、0．4 mol SO₃，则此时v(正)<v(逆)

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(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
（1）对燃煤的废气进行脱硝处理时，可利用甲烷催化还原氮氧化物，如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝a kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝b kJ·mol^－1
则反应CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)的ΔH＝________ kJ·mol^－1(用含a、b的代数式表示)。
（2）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：

2CO₂(g)＋6H₂(g)

CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)；ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K＝________。
② 已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂) /n(CO₂)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

（3）以CO₂为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品，某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色，右图为它的核磁共振氢谱图，请写出DPC的结构简式：____________。
（4）某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al₆Si₂O₁₃、SiO₂)。将其和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO₄(霞石)、Na₂SiO₃和NaAlO₂，有关化学方程式(反应条件均为高温)为：
Al₆Si₂O₁₃＋3Na₂CO₃===2NaAlSiO₄＋4NaAlO₂＋3CO₂↑
Al₆Si₂O₁₃＋5Na₂CO₃===2Na₂SiO₃＋6NaAlO₂＋5CO₂↑
SiO₂＋Na₂CO₃===Na₂SiO₃＋CO₂↑
则用1 mol Al₆Si₂O₁₃和4 mol SiO₂通过以上反应制得5 mol NaAlO₂，共消耗Na₂CO₃为________mol。

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对于可逆反应4NH₃+5O₂

4NO+6H₂O(g)，下列叙述不正确的是（）

A．达到平衡时，4v（O₂）_正=5v（NO）_逆

B．达到平衡状态后，NH₃、O₂、NO 、H₂O(g)的物质的量保持不变。

C．达到平衡状态时，若增加容器体积，则反应速率增大

D．若单位时间生成xmolNO的同时，生成xmolNH₃，则反应达到平衡状态

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化学平衡状态I、II、III的相关数据如下表：

编号	化学方程式	平衡常数	温度
编号	化学方程式	平衡常数	979K	1173K
I	Fe(s)+CO₂(g) 2 FeO(s)+CO(g)	K₁	1.47	2.15
II	CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)	K₂	1.62	b
III	Fe(s)+H₂O(g)FeO(s)+H₂(g)	K₃	a	1.68

根据以上信息判断，下列结论错误的是
A．a>b B．增大压强，平衡状态II不移动
C．升高温度平衡状态III向正反应方向移动 D．反应II、III均为放热反应

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（16分）碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是理想，更是一种值得期待的新的生活方式，请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
____C+____K₂Cr₂O₇+ ====___CO₂↑+ ____K₂SO₄ + ____Cr₂（SO₄）₃+ ____H₂O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________，氧化产物是_________________
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO（g）+ 2H₂（g）

CH₃OH（g）△H₁＝－116 kJ·mol^－1
①已知：

△H₂＝－283 kJ·mol^－1

△H₃＝－242 kJ·mol^－1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO₂和水蒸气时的热化学方程为；
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答：

ⅰ）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
ⅱ）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+ 2H₂（g）

CH₃OH（g）的平衡常数K= 。
③在某温度下，将一定量的CO和H₂投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度(mol•L^-1)变化如下表所示：

	0min	5min	10min
CO	0.1		0.05
H₂	0.2		0.2
CH₃OH	0	0.04	0.05

若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是；且该条件所改变的量是。

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