已知在700度时，该反应的平衡答案解析

I．高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：

Fe₂O₃(s) + 3CO(g)2Fe(s)+3CO₂(g)              △H

（1）已知：①Fe₂O₃(s) + 3C(石墨)=2Fe(s) + 3CO(g)    △H₁

②C(石墨）+ CO₂(g) = 2CO(g)   △H₂

  则△H___________________(用含△H₁  、△H₂的代数式表示)。

（2）高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=____________________________。

（3）在某温度时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

	Fe2O3	CO	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	1.5	1.0	1.0

 

①甲容器中CO的平衡转化率为_______________________。

②下列说法正确的是____________________(填编号）。

A．若容器压强恒定，反应达到平衡状态

B．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态

C．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的

D．增加Fe₂O₃就能提高CO的转化率

II．纳米MgO可用尿素与氯化镁合成。某小组研究该反应在温度为378～398K时的反应时间、反应物配比等因素对其产率的影响。请完成以下实验设计表：

编号	温度/K	反应时间/h	反应物物质的量配比	实验目的
①	378	4	3∶1	实验②和④探究________ ______________________ 实验②和__________探究 反应时间对产率的影响。
②	378	4	4∶1
③	378	3	_______
④	398	4	4∶1

 

下图为温度对纳米MgO产率（曲线a）和粒径(曲线b)的影响，请归纳出温度对纳米MgO制备的影响规律（写出一条）：                                                                            

___________________________________________。

 

 

（16分）下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

（1）该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行？              。

（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：   

它所对应的化学反应为：                                           。

（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C（s）+CO2（g）   2CO（g），K1    

CO（g）+H2O（g   H2（g）+CO2（g）， K2

C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） ，K3

则K1、K2、K3之间的关系是：                              。 

（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的正反应方向是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：           。

（5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。已知N－N键键能为167kJ·mol－1，NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol－1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol－1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为                                     。

对反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。

下列说法正确的是　　　　。

A．A、C两点的反应速率：A＞C                 

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C     

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式                                                          。

 

(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=，它所对应的化学反应为：                     

(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C(s)+C0₂(g) 2C0(g)，K₁         　 ①

 CO(g)+H₂0(g) H₂(g)+C0₂(g)，K₂  　　　　  ②

C(s)+H₂0(g) CO(g)+H₂(g)，K₃   　　　　　 ③

则K₁、K₂、K₃，之间的关系是：　　　　　　　，反应①的平衡常数K随温度的升高而  　　  (增大／减小／不变)。

一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N0₂、N₂0₄等。对反应N₂O₄(g) 2N0₂(g) △H>O，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中N0₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．A、C两点的反应速率：A>C

 B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B<C

 D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂0₄、N0₂的量)，反应速率v与时间t关系如图所示。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是             ；图中表示平衡混合物中N0₂的含量最高的一段时间是     。

 

(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

 (1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=

它所对应的化学反应为：                                            

(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C(s)+C0₂(g) 2C0(g) △H>O，K₁                　 ①

 CO(g)+H₂0(g) H₂(g)+C0₂(g)，K₂  　　　       　  ②

C(s)+H₂0(g) CO(g)+H₂(g)，K₃   　　　　　 ③

则K₁、K₂、K₃，之间的关系是：　　　　    　　　　　　　　　　　。

反应①的平衡常数K随温度的升高而  　        　  (增大／减小／不变)。

一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由：　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 (3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N0₂、N₂0₄等。对反应N₂O₄(g) 2N0₂(g) △H>O，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中N0₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．A、C两点的反应速率：A>C

 B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B<C

 D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂0₄、N0₂的量)，反应速率v与时间t关系如右图所示。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是                            ；图中表示平衡混合物中N0₂的含量最高的一段时间是               。

 

（16分）下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

（1）该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行？               。

（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：   

它所对应的化学反应为：                                            。

（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C（s）+CO2（g）   2CO（g），K1    

CO（g）+H2O（g   H2（g）+CO2（g）， K2

C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g） ，K3

则K1、K2、K3之间的关系是：                               。 

（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的正反应方向是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：           。

（5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。已知N－N键键能为167kJ·mol－1，NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol－1，N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol－1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为                                      。

对反应N2O4(g) 2NO2(g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。

下列说法正确的是　　　　。

A．A、C两点的反应速率：A＞C                 

B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C     

D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式                                                          。

 

利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤．
已知：SO₂+O₂⇌SO₃△H=-98KJ•mol^-1
（1）在T₁温度时，该反应的平衡常数，若在此温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3.0molSO₂、16.0molO₂和3.0molSO₃，则反应开始时正反应速率______逆反应速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在T₂温度时，开始在100L的密闭容器中加入4.0molSO₂和10.0molO₂，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196kJ．此时二氧化硫的转化率为______．
（3）在（2）中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂平衡浓度比原来减小的是______（填字母）．
A．保持温度和容器体积不变，充入1.0molO₂
B．保持温度和容器内压强不变，充入2.0molSO₂和5.0molO₂
C．降低温度
D．在其他条件不变时，减小容器的容积
（4）有人设想以如图所示装置用电化学原理生产硫酸，写出通入SO₂的电极的电极反应式：______．
（5）由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，当两种沉淀共存时，=______．[已知该温度时，，]．

如图1是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
（1）该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行？    ．
（2）已知该产业链中某反应的平衡表达式为：，它所对应的化学反应为：    ．
（3）已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
C（s）+CO₂（g）⇌2CO（g），K₁
CO（g）+H₂O（g⇌H₂（g）+CO₂（g），K₂
C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g），K₃
则K₁、K₂、K₃之间的关系是：    ．
（4）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题．已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO（g）+H₂O（g）⇌H₂（g）+CO₂（g），该反应平衡常数随温度的变化如下：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的正反应方向是    反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：    ．
（5）从图中看出氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等．已知NO₂和N₂O₄的结构式分别是和．已知N-N键键能为167kJ•mol^-1，NO₂中氮氧键的键能为466kJ•mol^-1，N₂O₄中氮氧键的键能为438.5kJ•mol^-1．请写出NO₂转化为N₂O₄的热化学方程式为    ．对反应N₂O₄（g）⇌2NO₂（g），在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是    ．
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（6）以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池，请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式    ．

(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=，它所对应的化学反应为：                    
(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
C(s)+C0₂(g) 2C0(g)，K₁        　①
CO(g)+H₂0(g) H₂(g)+C0₂(g)，K₂ 　　　　 ②
C(s)+H₂0(g) CO(g)+H₂(g)，K₃  　　　　　③
则K₁、K₂、K₃，之间的关系是：　　　　　　　，反应①的平衡常数K随温度的升高而 　　 (增大／减小／不变)。
一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N0₂、N₂0₄等。对反应N₂O₄(g) 2N0₂(g) △H>O，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中N0₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B<C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂0₄、N0₂的量)，反应速率v与时间t关系如图所示。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是            ；图中表示平衡混合物中N0₂的含量最高的一段时间是    。

(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=
它所对应的化学反应为：                                            
(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：
C(s)+C0₂(g) 2C0(g) △H>O，K₁               　 ①
CO(g)+H₂0(g)H₂(g)+C0₂(g)，K₂ 　　　      　  ②
C(s)+H₂0(g) CO(g)+H₂(g)，K₃  　　　　　 ③

则K₁、K₂、K₃，之间的关系是：　　　　   　　　　　　　　　　　。
反应①的平衡常数K随温度的升高而  　       　 (增大／减小／不变)。
一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由：　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N0₂、N₂0₄等。对反应N₂O₄(g) 2N0₂(g) △H>O，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中N0₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B<C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂0₄、N0₂的量)，反应速率v与时间t关系如右图所示。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是                           ；图中表示平衡混合物中N0₂的含量最高的一段时间是              。

(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

 (1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=

它所对应的化学反应为：                                            

(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C(s)+C0₂(g) 2C0(g) △H>O，K₁               　①

 CO(g)+H₂0(g) H₂(g)+C0₂(g)，K₂  　　　       　 ②

C(s)+H₂0(g) CO(g)+H₂(g)，K₃   　　　　　 ③

则K₁、K₂、K₃，之间的关系是：　　　　   　　　　　　　　　　　。

反应①的平衡常数K随温度的升高而  　        　 (增大／减小／不变)。

一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由：　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 (3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N0₂、N₂0₄等。对反应N₂O₄(g)2N0₂(g) △H>O，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中N0₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．A、C两点的反应速率：A>C

 B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B<C

 D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂0₄、N0₂的量)，反应速率v与时间t关系如右图所示。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是                           ；图中表示平衡混合物中N0₂的含量最高的一段时间是              。

 

(14分)下图是煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：

(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为：K=，它所对应的化学反应为：                    

(2)已知在一定温度下，各反应的平衡常数如下：

C(s)+C0₂(g) 2C0(g)，K₁        　 ①

 CO(g)+H₂0(g) H₂(g)+C0₂(g)，K₂  　　　　 ②

C(s)+H₂0(g) CO(g)+H₂(g)，K₃   　　　　　 ③

则K₁、K₂、K₃，之间的关系是：　　　　　　　，反应①的平衡常数K随温度的升高而  　　  (增大／减小／不变)。

一定温度下，在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应，各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。

简述理由：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如N0、N0₂、N₂0₄等。对反应N₂O₄(g) 2N0₂(g)△H>O，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中N0₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(    )

A．A、C两点的反应速率：A>C

 B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B<C

 D．由状态B到状态A，可以用加热的方法

(4)如果(3)中的反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂0₄、N0₂的量)，反应速率v与时间t关系如图所示。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是             ；图中表示平衡混合物中N0₂的含量最高的一段时间是     。

 

化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。

（1）合成氨用的氢气有多种制取方法：请你写出用C制备水煤气的化学反应方程式     。还可以由天然气或重油制取氢气：CH₄＋H₂O(g) 高温催化剂CO＋3H₂；比较以上两种方法转移6mol电子时，C和CH₄的质量之比是         。

（2）工业生产可以用NH₃（g）与CO₂（g）经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH₃（g）与CO₂（g）反应生成尿素的热化学方程式为                   。

（3）已知反应Fe（s）+CO₂（g）＝FeO（s）+CO（g）  △H＝akJ/mol。测得在不同温度下，该反应的平衡常数K随温度的变化如下：

①该反应的化学平衡常数表达式K=      ，a     0（填“>”、“<”或“：”）。在500℃2L密闭容器中进行反应，Fe和CO₂的起始量均为4 mol，则5min后达到平街时CO₂的转化率为    ，生成CO的平均速率v（CO）为     。

②700℃反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有    （填字母）。

A．缩小反应器容积    B．增加Fe的物质的量

C．升高温度到900℃           D．使用合适的催化剂

 

化学学科中的平衡理论主要包括：化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种，且均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：

（1）对于可逆反应mA（g）+nB（g） pC（g）+qD（g）达平衡时，V_正=k₁c（A）^mc（B）ⁿ（K₁为速率常数），达平衡时化学平衡常数为K₂，且K₁、K₂只与温度有关。现将4molSO₂与2molO₂充入体积为2L的密闭容器中，500℃进行反应并保持温度不变，反应达到平衡时，SO₂的转化率为50％。则起始时正反应速率是平衡时的           倍。500℃时，该反应的平衡常数K₂是          。在温度不变时，再向平衡体系中加人2molSO₂、2molO₂与4molSO₃，平衡将向         移动。

（2）常温下，取pH=2的盐酸和醋酸溶液各100mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如下图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是      （填“A”或“B”）。

设盐酸中加入的Zn质量为m₁，醋酸溶液中加入的Zn质量为m₂。则m₁      m₂（选填“<”、“=”，“>”）。

（3）难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下，溶液里各离子浓度以它们化学计量数为方次的乘积是一个常数，叫溶度积常数（K_SP）。当溶液中各离子浓度方次的乘积大于溶度积时，则产生沉淀，反之固体溶解。已知常温下Cu（OH）₂的溶度积为2×10，若某CuSO₄溶液里，c（Cu²⁺）=0．02mol／L，如果生成Cu（OH）₂沉淀，应调整溶液pH，使之大于     ；要使0．2mol／L的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（使Cu²⁺浓度降至原来的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH值为          。

（4）常温下，某纯碱（Na₂CO₄）溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。则该溶液呈             性。在分析该溶液遇酚酞呈红色原因时，甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至；乙同学认为是溶液中Na₂CO₃电离出的CO水解所至。请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判（包括操作、现象和结论）                           。