高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

Ⅰ．在一定条件下的下列可逆反应达到平衡时，试填出：x A＋y Bz C
（1）若A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z关系是________；
（2）若C是气体，并且x+y=z，在加压时化学平衡可发生移动，则平衡必定是向_____方向移动；
（3）已知B、C是气体，现增加A物质的量，平衡不移动，说明A是______（填状态）；
（4）如加热后，C的百分含量减小，则正反应是________热反应。
Ⅱ．如图所示向A中充入1 mol X 、1 mol Y，向B中充入2 mol X、2  mol Y，起始时，V（A）=V（B）=" a" L。在相同温度和有催化剂存在下，两容器中各自发生下述反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；ΔH＜0。达到平衡时，V（A）=" 1.2a" L。

试回答：
（1）A中X的转化率α(A)___________________________。
（2）A、B中X的转化率的关系：α(A) ___________α(B)。(填“＜”“＞”或“=”)
（3）打开K，一段时间又达到平衡，A的体积为___________L。（连通管中气体体积不计）

汽车尾气中排放的NO和CO，可以通过加装催化转化器，使之转化为两种无污染的气体，
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) ΔH=－748 kJ/mol
在一定温度下,向2L的密闭容器中充入2.0molNO2.0molCO，在催化剂作用下发生反应，相关数据如下：

	0 min	5min	10min	15min	20min
c(NO)	1.0	0.6	0.3	0.2	0.2
c(N2)	0	0.2	0.35	0.4	0.4

（1）5—10min，用CO的浓度变化表示的反应速率为：                      ；
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是
A．2n_正(NO) =n_逆(N₂)           B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．NO和CO的转化率相等      D．容器内气体压强不变
（3）20min时，向容器中加入1molNO和1molCO，再次达到平衡时，NO的转化率：         （填“变大”、“ 变小”或“不变”）。
（4）计算此温度下的化学平衡常数K=                 ，或保持温度不变，此时再向容器内加入CO和CO₂各1mol，平衡          移动（填“向左”、“ 向右”或“不”）。
（5）若反应开始向容器中加入1molN₂和2molCO₂，反应达到平衡时，吸收热量为           kJ。

“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得，1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为_______。（填序号）

A．2H2（g）+O2（g） 2H2O（l）△H= －142.9kJ·mol^—1

B．H2（g）+1/2 O2（g） H2O（l）△H= －285.8kJ·mol^—1

C．2H2+O22H2O（l）△H= －571.6kJ·mol^—1

D．H2（g）+1/2 O2（g） H2O（g） △H= －285.8kJ·mol^—1

Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H₂的反应步骤
①CaBr₂+H₂OCaO+2HBr            ②2HBr+HgHgBr₂+H₂
③HgBr₂+___________________       ④2HgO2Hg+O₂↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：____________。
根据“绿色化学”的思想评估该方法制H₂的主要缺点：______________。
Ⅲ.利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。（提示：反应②的产物是O₂、SO₂和H₂O）

完成下列反应的化学方程式：
反应①__________________________；反应②__________________________。
此法制取氢气的最大优点是_______________________________________________。
Ⅳ.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO（g）+ H₂O（g） CO₂（g）+ H₂（g）; △H<0。
在850℃时，K=1。
（1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K______1（填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH₂O、1.0mol CO₂和 x mol H₂，则：  
①当x=5.0时，上述平衡向___________（填正反应或逆反应）方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是__________。
（3）在850℃时，若设x＝5.0 mol和x＝6.0mol，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a％、b％，则a _______ b（填“大于”、“小于”或“等于”）。
Ⅴ.氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和单质铜。
（1）现有8克氧化铜被氢气还原后，得到红色固体6.8克，其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是               ；
（2）若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体       g；
（3）若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，
①生成标准状况下1.568升的气体（不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则该气体的成分是         ，其物质的量之比是            ；
②把得到的溶液小心蒸发浓缩，把析出的晶体过滤，得晶体23.68g。经分析，原溶液中的Cu²⁺有20%残留在母液中。求所得晶体的化学式

将不同量的H₂O(气) 和CO 气体分别通入到一体积为l L的恒容密闭容器中进行反应：H₂O (g) + CO( g) CO₂ (g) +H₂(g)；得到以下三组数据，据此回答下列问题：

实验组	温度	起始量	平衡量	达到平衡所需时间
H2O	CO	H2	CO
1	650℃	1 mol	2 mol	0.8 mol	1.2 mol	5 min
2	900℃	0.5 mol	1 mol	0.2 mol	0.8 mol	3 min
3	900℃	a	b	c	d	t

（1）①由以上数据，实验1中以v( CO₂) 表示的反应速率为__________。
②该反应在650℃时平衡常数数值为__________，该反应的逆反应为__________ (填“吸” 或“放”)热反应。
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的质量分数分别相等），且t <3min，则a、b 应满足的关系是__________。
（2）下图1、2 表示上述反应在时刻t₁达到平衡，在时刻t₂因改变某个条件而发生变化的情况：

①图1中时刻t₂发生改变的条件可能是__________ (写2条)
②图2中时刻t₂发生改变的条件可能是__________ (写2条)
（3）在850℃时，其平衡常数K = 1，850℃时在该容器中同时充人1.0moICO，3.0 molH₂O，1.0molCO₂，5.0molH₂，此时反应向__________(填“正反应” 或“逆反应”)方向进行，平衡时CO₂的物质的量为__________。

已知某可逆反应 mA（g）+ nB（g） pC（g），在密闭容器中进行，下图表示在 不同反应时间 t、温度 T 和压强 P 与反应物 B 在混合气体中的百分含量 B%的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（ ）

A．T1<T2、P1>P2、m+n>p，△H <0；

B．T1>T2、P1<P2、m+n>p，△H >0；

C．T1>T2、P1<P2、m+n<p，△H >0；

D．T1<T2、P1>P2、m+n<p，△H <0；

在体积不变的绝热密闭容器中，2molSO₂与1molO₂在催化剂作用下发生反应：2SO₂(g)+ O₂(g)2SO₃(g) △H=-QkJ/mol(Q>0)。当气体的物质的量减少0.5mol时反应达到平衡．下列叙述错误的是（ ）

A．增大氧气浓度，平衡正向移动，平衡常数不变

B．降低温度，正反应速率比逆反应速率减小的程度小

C．平衡时SO2气体的转化率为50%

D．该条件下反应放出0.5QkJ的热量

下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是
①已达平衡的反应C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g），当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动
②已达平衡的反应N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），当增大N₂的浓度时，平衡向正反应方向移动，N₂的转化率一定升高
③有气体参加的反应平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积减小的方向移动
④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动．

A．①④

B．①②③

C．②③④

D．①②③④

有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径，发展“碳一化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）以CO和CO₂分别与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇（CH₃OH）。你认为用哪种合成设计路线更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）____________；
（2）下图表示在恒容容器中230℃催化剂条件下，0.5molCO₂和1.5molH₂反应得到甲醇蒸气，产率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：_____________________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________________。
a.容器中压强不变                          b.H₂的体积分数不变
c.c(H₂)=3c(CH₃OH)                          d.容器中气体密度不变
（3）如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式：负极______。

（4）“催化还原”反应制乙二醇（HOCH₂-CH₂OH）原理如下：
CH₃OOC-COOCH₃(g)+4H₂(g)HOCH₂-CH₂OH(g)+2CH₃OH(g)   △H=-34kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件，某科研小组进行了多方面研究，下图表示乙二醇达平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况，则曲线丙对应的压强时P(丙)=___________。

（5）草酸二甲酯水解产物草酸(H₂C₂O₄)为二元中强酸。H₂C₂O₄水溶液中H₂C₂O₄、HC₂O₄-和C₂O₄^2-三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示曲线①代表的粒子是___________；草酸氢钾溶液中存在如下平衡：H₂OH⁺+OH^-，HC₂O₄-H⁺+C₂O₄^2-和___________；一定温度下，往CaC₂O₄饱和溶液[已知Ksp(CaC₂O₄=2.3×10^-9)]中加入少量CaCl₂固体，c(Ca²⁺)将_________，CaC₂O₄的溶解度将____________。（填“增大”“减小”或“不变”）

工业合成氨反应的能量变化如图所示。

（1）写出合成氨反应的热化学方程式：
（2）在甲乙两个体积均为2L固定容积的密闭容器中，分别充入甲：1molN₂、3molH₂和乙：1molN₂、3molH₂、1molHe，(其它条件相同)，反应速率甲        乙(填大于、小于或等于)，经过足够长的时间后在甲容器中该反应放出的热量(或吸收的热量)          92.4kJ(填“大于”、 “小于”或“等于”)
（3）下列图像分别代表焓变(△H )、混合气体平均相对分子质量()、N₂体积分数φ(N₂)和气体密度(ρ)与反应时间关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是             。

向2L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭，发生反应：
2NO(g)＋C(s)N₂(g)＋CO₂(g) ΔH＝﹣213.5 kJ/mol，达到平衡时数据如下：

温度/℃	n(活性炭)/mol	n(CO2)/mol
T1	0. 70	^_______
T2	^_______	0.25

下列说法不正确的是 
A．上述信息可推知：T₁＜T₂
B．T₁℃时，该反应的平衡常数K＝9/16
C．T₁℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后NO的转化率减小
D．T₂℃时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，c(N₂)/c(NO)不变

当前我国环境状况不容乐观，其中PM2.5、CO、S0₂、NOx等污染物对空气质量的影响非常显著，其主要来源为燃煤、机动车尾气等，因此，对其进行研究具有重要意义。
（1）对某地PM2.5样本用蒸馏水处理后，测得该试样中的化学组分及其平均浓度如下表：

根据表中数据计算该试样的pH=             
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化如图1所示。

①写出N₂和0₂反应的热化学方程式：________。
②有人设想将C0按下列反应除去：2CO(g)= 2C(s)+0₂(g)△H>O，请你分析该设想能否实现？          （填“是”或“否”），依据是                           
③用图2所示原电池原理也可以除去CO，则其负极反应式为：________。
（3）有人设想利用反应NaOH+S0₂=NaHS0₃将SO₂吸收除去，然后用石灰水又可使NaOH再生。再生的离子方程式为：                    。
（4）利用I₂0₅消除CO污染的反应为：5CO(g)+I₂0₅(s)—兰5CO₂(g)+I₂(s)，不同温度下，测得CO₂的体积分数随时间t变化曲线如图3．则：
①该反应的化学平衡常数表达式为K=____    。
②T₁与T₂化学平衡常数大小关系：K(T₁)__________K(T₂)（填“>”、“<”或“=”）

下列图象能正确地表达可逆反应3A（g）+B（g）2C（g）△H＜0的是

A．

B．

C．

D．

氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用。
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）   △ H＝+180.5kJ·mol^－1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）   △H=－905 kJ·mol^－1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）  △H=－483.6kJ·mol^－1
则N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）的△H=________________。
（2）工业合成氨气的反应为N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）。在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后．改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是____________。
①增大压强  ②增大反应物的浓度   ③使用催化剂   ④降低温度
（ 3 ）①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，画出反应及收集的简易装置；
实验室还可在           （填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
② 常温下氨气极易溶于水，溶液可以导电。氨水中水电离出的c（OH^－）         10^－7 mol·L^-1（填写“＞”、“＜”或“＝”）；
③ 将相同体积、PH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为             。
（4）合成氨的原料氢气是一种新型的绿色能源，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行图所示实验：（其中a、b均为碳棒）。如右图所示：

右边Cu电极反应式是                  ，a电极的电极反应式                

氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应	大气固氮 N2 (g)+O2 (g)2NO(g)	工业固氮 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10^-31	0.1	5×10^8	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于__________（填“吸热”或“放热”）反应。
②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________。
③从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因_______________________。

（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N₂的平衡转化率在不同压强（р₁、р₂）下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是________（填“A”或“B”）；比较р₁、р₂的大小关系_________。

（3）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如C所示，阴极的电极反应式是_____________。
（4）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N₂(g)+6H₂O(1) 4NH₃(g)+3O₂(g)，则其反应热ΔH＝___________________。
（已知：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H＝－92.4kJ·mol^－1
2H₂(g) +O₂(g) 2H₂O(l)  △H＝－571.6kJ·mol^－1 ）

T₁⁰C 时，将9molCO₂和12molH₂充入3L密闭容器中，发生反应CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH <0，容器中CH₃OH的物质的量随时间变化如曲线I所示，平衡时容器内压强为P。改变某一条件重新进行上述反应,CH₃OH的物质的量随时间变化如曲线II所示。下列说法正确的是

A．曲线II对应的条件改变是减小压强

B．若T2°C时上述反应的平衡常数为0.42，则T2< T1

C．在T1^0C，若起始时向容器中充入5 mol CO2、5 mol H2、5 mol CH3OH(g)和 5 mol H2O(g)，则达平衡前v(正)>v(逆）

D．在T1^0C，若起始时向容器中通入4 .5 molCO2、6mol H2 ,平衡时容器内的压强P1=P/2