2．一定条件下，某密闭容器中发生了如下反应：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)；ΔH<0，反应达到平衡后，SO₂、O₂、SO₃的物质的量之比为3∶2∶5，保持其他条件不变，升温后达到新的平衡时，SO₂、O₂的物质的量分别为1.4 mol和0.9 mol，此时容器内SO₃的物质的量应为　　　　　　　　　　　　　　　　　

(　)

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_旧平衡　 　　　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动。

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

所以新平衡时：n(SO₃)＝5x mol－0.2 mol＝1.8 mol。

[答案]　A

1．在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)+CO(g)N₂(g)+CO₂(g)；ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是

(　)

A．加催化剂同时升高温度　　 B．加催化剂同时增大压强

C．升高温度同时充入N₂　 　　　　　　　 　　D．降低温度同时增大压强

[解析]　该可逆反应中正反应为气体体积减小的放热反应，升高温度反应速率增大，平衡左移，NO转化率减小。降低温度反应速率减小，平衡右移，NO转化率增加。增大压强反应速率增大，平衡右移，NO转化率增大。加催化剂，反应速率增大，不影响平衡。充入N₂若容器体积不变则速率、平衡不受影响，若容器体积扩大则反应速率减小。

[答案]　B

14．二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

(1)硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：

2SO₂(g)+O₂(g)　2SO₃(g)

某温度下，SO₂的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。

根据图示回答下列问题：

①将2.0 mol SO₂和1.0 mol O₂置于10 L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数等于________________。

②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)______K(B)(填“＞”“＜”或“＝”)。

(2)用CH₄催化还原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

若用标准状况下4.48 L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中转移的电子总数为_________(阿伏加德罗常数的值用N_A表示)，放出的热量为________kJ。

(3)新型纳米材料氧缺位铁酸盐(MFe₂O_x 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni)由铁酸盐(MFe₂O₄)经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去。转化流程如下图所示：

请写出MFe₂O_x分解SO₂的化学方程式____________________(不必配平)。

[解析]　(1)①　　2SO₂(g) + O₂(g)2SO₃(g)

起始浓度 mol·L^－1　　 　　　　　 0

平衡浓度　 mol·L^－1 　0.04　　 0.02　　 0.16

K＝＝800　 L·mol^－1

②平衡状态由A变到B时，条件的改变是增大压强，温度没有变化，所以平衡常数不变，K(A)＝K(B)。

(2)将两热化学方程式相加得

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被氧化转移电子总数为16N_A，放出热量1 734 kJ。4.48 L转移电子总数为1.6N_A，放出热量173.4 kJ。

(3)因为MFe₂O_x是由MFe₂O₄经高温还原而得，所以它与SO₂反应时作还原剂，SO₂为氧化剂，则可以写出化学方程式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，则v(O₂)＝v(NO)＝0．001 5 mol·L^－1·s^－1。

(2)a项中未指明正、逆反应速率，故无法说明该反应是否达到平衡状态；由于该反应是前后气体体积不相等的反应，当容器内压强保持不变时，说明该反应已达到平衡状态，故b项正确；c项中已说明正、逆反应速率相等，故说明该反应已达到平衡状态；由于气体总质量不变，气体总体积也不变，因此，无论该反应是否达到平衡，容器内密度总保持不变，故d项无法说明该反应是否达到平衡状态；

(3)a项能使反应速率减慢，平衡正移，故a项错误；b项能使反应速率加快，但平衡逆向移动，故b项错误；c项能使反应速率加快，平衡正移，故c项正确；d项能使反应速率加快，但对平衡无影响，故d项错误。

[答案]　(1)b　1.5×10^－3 mol·L^－1·s^－1

(2)bc　(3)c

13．在2 L密闭容器内，800 ℃时反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)；ΔH<0。体系中，n(NO)随时间的变化如表：

(1)如图中表示NO₂的变化曲线是___________________。

用O₂表示从0-2 s内该反应平均速率v＝________________________。

(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．v(NO₂)＝2v(O₂)　 　　　　　　　　　　　　 b．容器内压强保持不变

c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)　 　　　　　　　　　　 d．容器内密度保持不变

(3)下列措施能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。

a．及时分离出NO₂气体　 　　　　　　　　 b．适当升高温度

c．增大O₂的浓度　 　　　　　　　　　　　　 d．选择高效催化剂

[解析]　(1)由平衡体系2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)知，NO₂为生成物，在0 s时，c(NO₂)＝0 mol·L^－1，随反应的进行，c(NO₂)逐渐增大，当达到平衡时，c(NO₂)＝＝0.006 5 mol·L^－1，故表示NO₂变化曲线的为b。v(NO)＝＝＝＝

12．(2008年江苏)将一定量的SO₂和含0.7 mol氧气的空气(忽略CO₂)放入一定体积的密闭容器中，550 ℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂+O₂2SO₃(正反应放热)。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通入过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28 L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O₂，气体的体积又减少了5.6 L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。(计算结果保留一位小数)

请回答下列问题：

(1)判断该反应达到平衡状态的标志是________。(填字母)

a．SO₂和SO₃浓度相等

b．SO₂百分含量保持不变

c．容器中气体的压强不变

d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等

e．容器中混合气体的密度保持不变

(2)欲提高SO₂的转化率，下列措施可行的是________。(填字母)

a．向装置中再充入N₂　 b．向装置中再充入O₂

c．改变反应的催化剂　 d．升高温度

(3)求该反应达到平衡时SO₂的转化率(用百分数表示)。

(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀多少克？

[解析]　本题主要考查平衡的基本计算及平衡状态的判断。

(1)平衡状态的特征是各组分含量保持不变和v_B(正)＝v_B(逆)，所以b正确，a、d错误，由于左右两边计量数不等，所以压强不变也说明是平衡态，而ρ＝，气体质量守恒，容器体积又不变，所以ρ始终不变；

(2)欲提高转化率，即促使平衡右移，充入N₂无影响，充入O₂平衡右移，催化剂只改变反应速率，对平衡无影响，升高温度，平衡左移，所以选b；

(3)消耗氧气的物质的量：0.7 mol－＝0.45 mol

生成SO₃的物质的量：0.45 mol×2＝0.9 mol

SO₂和SO₃的物质的量之和：＝0.95 mol

反应前SO₂的物质的量：0.95 mol

SO₂的转化率：×100%＝94.7%

即该反应达到平衡时SO₂的转化率是94.7%。

(4)在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO₃不会沉淀。因此BaSO₄的质量：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年全国Ⅱ理综)某温度时，在2　 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。

(1)根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：

(2)体系中发生反应的化学方程式是___________________________________________；

(3)列式计算该反应在0-3 min时间内产物Z的平均反应速率：______________________________________________；

(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________；

(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示)则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是：

1______________，2______________，3______________。

[解析]　(2)由表中数据可知X、Y、Z是以1∶2∶2的比例进行反应的，且9 min以后各物质的物质的量不发生变化也均不为零，说明该反应是可逆反应，且反应方程式为：X+2Y2Z。

(3)v(Z)＝＝＝0.083 mol·L^－1·min^－1.

(4)α(X)＝×100%＝×100%＝45%。

(5)对比曲线1和表中数据可知：曲线1达到平衡所用时间短(2 min)，且生成的Z较少，即相对原平衡来说是增大了反应速率且平衡向逆向移动，故曲线1改变的条件是升高了温度。对比曲线2和表中数据可知：曲线2达到平衡所用时间短(1 min)，但Z的量不变，即加快了反应速率但平衡没有移动，故曲线2改变的条件是加入了催化剂。对比曲线3和表中数据可知：曲线3达到平衡所用时间短(7 min)，且平衡时生成Z的量增多(0.95 mol)，即加快了反应速率且平衡向正向移动，故曲线3改变的条件是增大压强。

[答案]　(1)

(2)X+2Y2Z

(3)＝0.083 mol·L^－1·min^－1　(4)45%

(5)升高温度　加入催化剂　增大压强

10．一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是

(　)

A．16.7%　　　　B．20.0%

C．80.0%　 　　　　　　　　　　　　 D．83.3%

[解析]　合成氨反应是反应后气体体积减小的反应。按正常思路利用平衡计算方法。设N₂、H₂起始的物质的量分别为x，y，N₂转化的物质的量为z，得出

　N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)

起始物质的量　　　　　　 x　 　y　　　0

转化物质的量　　　　　　 z　　 3z　 　2z

平衡物质的量　　　　　　 (x－z)　 (y－3z)　　2z

平衡时总的物质的量为(x－z)+(y－3z)+2z＝x+y－2z

即生成氨气的物质的量就是气体总的减少的物质的量。

根据＝20%⇒z＝，得体积缩小的百分率为＝＝≈16.7%

另附巧解方法：从化学方程式中知反应后气体中生成的氨气的物质的量等于气体减少的物质的量。氨气占反应后气体总量的20%，那么减少的气体体积与反应前气体总体积比必小于20%。答案只有A符合。

[答案]　A

9．(2008年海南)X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于

(　)

A．33%　　　　　　　 B．40%

C．50%　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．66%

[解析]　　X　+　2Y2Z

　 起始　 　　　n mol 　　n mol　 　0 mol

　 转化 　　　　x　 　　　2x　 　　2x

　 平衡时　 　　n－x 　　n－2x 　　2x

＝　x＝n mol。

所以Y的转化率为×100%＝66%。

[答案]　D

8．已知：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。下列叙述中，正确的是

(　)

A．升高温度能使增大

B．反应达到平衡状态时，CO₂的平衡转化率为75%

C．3 min时，用CO₂的浓度表示的正反应速率等于用CH₃OH的浓度表示的逆反应速率

D．从反应开始到平衡，H₂的平均反应速率v(H₂)＝0.075 mol·L^－1·min^－1

[解析]　该反应ΔH<0，为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，n(CH₃OH)减小，n(CO₂)增大，减小，A错；反应达平衡时，CO₂的转化率为×100%＝75%，B对；3 min时，c(CH₃OH)＝c(CO₂)，由于3 min后c(CH₃OH)增大，c(CO₂)减小，即v_正>v_逆，因此用CO₂的浓度表示的正反应速率大于用CH₃OH的浓度表示的逆反应速率，C错；

0-10 min内，v(CO₂)＝＝0.075 mol·L^－1·min^－1，根据同一反应中用不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，v(H₂)＝3v(CO₂)＝0.225 mol·L^－1·min^－1，D错。

[答案]　B