高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

矿物燃料在使用的过程中会产生大量污染性物质，如SO₂和CO₂，而H₂和NH₃都被认为是理想的清洁能源。
（1）某些合金可用于储存氢，金属储氢的原理可表示为：M(s)+xH₂═MH_2x(s)△H＜0（M表示某种合金）如图1表示温度分别为T₁、T₂时，最大吸氢量与氢气压强的关系．则下列说法中，正确的是___________；
a．T₁＞T₂
b．增大氢气压强，加快氢气的吸收速率
c．增大M的量，上述平衡向右移动
d．上述反应可实现多次储存和释放氢气

（2）以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池（如图2装置甲所示），其中负极通入H₂，正极通入O₂和CO₂的混合气体．图2乙装置中a、b为石墨电极，电解一段时间后，b电极附近滴入酚酞溶液变红，NaCl溶液的体积为100mL。
①工作过程中，甲装置中d电极上的电极反应式是________________；乙装置中电极a为_______极（填电极名称）。
②若在a极产生112mL（标准状况）气体，25℃时乙装置中所得溶液pH=__________。（忽略电解前后溶液的体积变化）
（3）氨在氧气中燃烧，生成水和一种空气组成成分的单质．
已知：N₂(g)+3H₂(g)═2NH₃(g)△H=-92.4kJ•mol^-1   2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(1)△H=-572KJ•mo1^-1试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式________________；
（4）在一定条件下，将lmolN₂和3molH₂混台于一个10L的密闭容器中发生反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H＜0 已知5分钟后达到平衡，平衡时氨气的体积分数为25%。
①该反应的平衡常数表达式为：K=______________；
②能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是____________
a、容器中压强不变   b、混合气体的密度不变  c、3v正(H₂)=2v逆（NH₃） d、c(N₂): c(H₂): c(NH₃)=1:3:2
③对于上述平衡状态，改变下列条件能使反应速率增大，且平衡向正向移动的___________
a、选用更高效的催化剂    b、升高温度   c、及时分离出氨气
d、增加H₂的浓度   e、充入He，使体系总压强增大

（1）将1.8g碳置于2.24L（标准状况）O₂中充分燃烧，至全部反应物耗尽，测得放出热量30.65kJ，已知：C(s)+O₂(g)CO₂(g)  △H=－393.0 kJ·mol^—1，请写出CO完全燃烧的热化学方程式                             。
（2）光气 （COCl₂）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂（g）＋CO（g）COCl₂（g）  △H＜0制备。右图为某次模拟实验研究过程中容积为1L的密闭容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

①若保持温度不变，在第8min 加入体系中的三种物质各1mol，则平衡           移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；
②若将初始投料浓度变为c（Cl₂）＝0．8mol/L、c（CO）＝0．6 mol/L、c（COCl₂）＝          mol/L，保持反应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6 min时Cl₂的体积分数相同；
③比较第8 min反应温度T（8）与第15 min反应温度T（15）的高低：T（8）          T（15）（填“<”、“>”或“＝”）。
（3）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)。
①已知一定条件下，该反应中CO₂的平衡转化率随温度、投料比[n(H₂) / n(CO₂)]的变化曲线如图：在其他条件不变时，请在右图中画出平衡时CH₃OCH₃的体积分数随投料比[n(H₂) / n(CO₂)]变化的曲线图。

②二甲醚(CH₃OCH₃)燃料电池可以提升能量利用率，二甲醚酸性介质燃料电池的负极反应式为        。
（4）常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba²⁺)=c(CH₃COO^－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=            (用含和的代数式表示)。

将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)+F(s) 2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示，已知K_p是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，下列说法正确的是：

A．b＞f

B．平衡常数K(1000℃)＜K(810℃)

C．915℃、2.0MPa该反应的平衡常数为Kp=4.5MPa

D．1000℃、3.0MPa时E的转化率为83%

合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
（1）已知N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol^－1。在一定条件下反应时，当生成标准状况下33.6 L NH₃时，放出的热量为________。
（2）合成氨混合体系在平衡状态时NH₃的百分含量与温度的关系如图所示。由图可知：

①温度T₁、T₂时的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁__________K₂ (填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氦气，平衡__________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②见右图，T₂温度时，在1 L的密闭容器中加入2.1 mol N₂、1.5 mol H₂，经10 min达到平衡，则v(H₂)＝________mol/ (L.min)达到平衡后，如果再向该容器内通入N₂、H₂、NH₃各0.4 mol，则平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
（3）工业上用CO₂和NH₃反应生成尿素：CO₂(g)＋2NH₃(g)H₂O(l)＋CO(NH₂)₂(l) ΔH，在一定压强下测得如下数据：

①则该反应ΔH______0，表中数据a______d，b______f(均选填“>”、“＝”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO₂、NH₃，应如何处理？_________________。

关于平衡常数表达及影响因素的易混易错题组
运用化学反应原理研究碳、氮等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）一定的条件下，合成氨反应为：N₂(g)+3H₂(g）2NH₃(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N₂的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

①该反应的平衡常数表达式为              ，升高温度，平衡常数              （填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2分析，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N₂)的变化曲线为           (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是           点，温度T₁            T₂（填“>”或“=”或“<”）
（2）研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）NaNO₃（s）+ClNO（g）   K₁  ∆H < 0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g）   K₂  ∆H < 0 （II）
①4NO₂（g）+2NaCl（s）2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=           （用K₁、K₂表示）。
②为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0．2mol NO和0．1mol Cl₂，10min时反应（II）达到平衡。测得10min内v（ClNO）=7．5×10^-3mol•L^-1•min^-1，则平衡后NO的转化率а₁=                。其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а₂         а₁（填“>”“<”或“=”），平衡常数K₂            （填“增大”“减小”或“不变”。
（3）25℃时，反应2CO₂（g）2CO（g)+ O₂（g)的平衡常数K=2.96×10^-92。在一个体积可变的密闭容器中（起始时容器体积为1L）充入一定量CO₂、CO、O₂的混合气体，要使容器中的反应开始时向CO₂分解的方向进行，起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是            。当该反应在25℃时达到平衡后，其他条件不变时，升高温度或增加容器的压强，均能使该平衡发生移动，②请在坐标中作出该反应的平衡常数K随温度（T）、压强（p）变化的示意图。

 

高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H₂反应制备甲醇：,若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投人反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表，则下列关系正确的是

A．a1+a3=1

B．2Q1=Q3

C．c1=c2

D．2a1=a3

某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如下图所示：

下列说法中正确的是

A．30～40 min间该反应使用了催化剂

B．反应方程式中的x＝1，正反应为吸热反应

C．8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L^－1·min^－1

D．30 min时降低温度， 40 min时升高温度

开发利用清洁能源具有广阔的开发和应用前景，可减少污染解决雾霾问题。甲醇是一种可再生的清洁能源，一定条件下用CO和H₂合成CH₃OH：CO(g)+2H₂ (g)CH₃OH(g) ∆H ="-105" kJ·mol^-1。向体积为2 L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H₂，测得不同温度下容器内的压强(P：kPa)随时间(min)的变化关系如下左图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示：

（1）①Ⅱ和Ⅰ相比，改变的反应条件是                           。
②反应Ⅰ在6 min时达到平衡，在此条件下从反应开始到达到平衡时v (CH₃OH) =        。
③反应Ⅱ在2 min时达到平衡，平衡常数K(Ⅱ)=                   。在体积和温度不变的条件下，在上述反应达到平衡Ⅱ时，再往容器中加入1 mol CO和3 mol CH₃OH后v(正)_______ v (逆)。（填“>”“<”“=”），原因是：_______________________。
④比较反应Ⅰ的温度(T₁)和反应Ⅲ的温度(T₃)的高低：T₁         T₃(填“>”“<”“=”），判断的理由是________________________。
（2）某研究所组装的CH₃OH﹣O₂燃料电池的工作原理如图1所示。
①该电池负极的电极反应式为：                            。
②以此电池作电源进行电解，装置如图2所示。发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因是        （用相关的离子方程式表示）。

化学反应原理是中学化学学习的重要内容。请回答下列问题：
（1）下列判断正确的是______________。
①CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH₁    CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
②H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l) ΔH₁    2H₂(g)＋O₂(g)═2H₂O(l) ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
③t ℃时，在一定条件下，将1 mol SO₂和1 mol O₂分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q₁和Q₂
则Q₁﹤Q₂
④CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)ΔH₁      CaO(s)＋H₂O(l)===Ca(OH)₂(s)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
（2）依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu^2＋(aq)===Zn^2＋(aq)＋Cu(s)
设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
①铜电极发生的电极反应为_____________________。
②溶液中Cu²⁺向________极移动。
（3）在一恒温、恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH (g) + H₂O(g)  △H=－49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。

回答下列问题：
①Y的化学式是                   。
②反应进行到3min时， v_正           v_逆(填“＞”或“<”、“=”)。反应前3min，H₂的平均反应速率，v(H₂)=                   mol·L^－1·min^－1。
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是                。

A．容器内各气体的体积分数保持不变

B．混合气体密度不变

C．3v逆（CH3OH） =v正（H2）

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．CO₂的转化率为70%
F．混合气体中CO₂与H₂的体积比为1﹕3
④上述温度下，反应CH₃OH (g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g)的平衡常数K=                   （计算结果保留2位小数）。
⑤上述反应达到平衡后，往容器中同时加入0.1mol CO₂和0.3mol H₂O (g)，此时平衡将     （填“向左”、“向右”或“不”）移动。
（4）室温时，向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如下图所示。下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是____________。

①．a点时：c(CH₃COOH) >c(CH₃COO^－) > c(Na⁺) > c(H⁺) >c(OH^－)
②．b点时：c(Na⁺)＝c(CH₃COO^－) >c(H^＋) =c(OH^－)
③．c点时：c(OH^－)＝c(CH₃COOH)＋c(H⁺)
④．d点时：c(Na⁺)> c(CH₃COO^－) > c(OH^－) >c(H⁺)

恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：N₂+ 3H₂ 2NH₃。
（1）若反应进行5min时，测得n(N₂) = 1.8mol，n(NH₃) = 0.4mol。
计算：①a的值； ②用H₂浓度的变化表示的反应速率。
（2）反应达平衡时，混合气体的总物质的量为5.0mol，其中NH₃的含量（体积分数）为40%。
计算：上述温度下该反应的化学平衡常数。

下列图像能正确地表达可逆反应3A(g) + B(g) 2C(g) (△H＜0) 的是

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：

离子	H^+	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	未测定	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

根据表中数据判断试样的pH约为          。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)  K₁   2C(s)+O₂(g)=2CO(g)    K₂
2C(s)+2H₂O(g)=2CO(g)+2H₂(g) K 则K=_____________(用含K₁、K₂的式子表示)。
②洗涤含SO₂的烟气，以下物质可作洗涤剂的是            。
A．Ca(OH) ₂       B．Na₂CO₃      C．CaCl₂      D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化，已知汽缸中生成NO的反应为：
N₂ (g)+O₂(g)2NO(g) △H0
目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为                。

在图1所示密闭容器中充满红棕色的NO₂气体，当迅速将活塞向右推一段距离后保持活塞不动时，色度计测出颜色变化的情况如图2所示。如果迅速将活塞往左拉一段距离后保持活塞不动时，色度计测出颜色变化的情况正确的图示为

A．	B．	C．	D．

 

汽车尾气中NO产生的反应为：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N₂(g)和O₂(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N₂的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N₂的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是：

A．温度T下，该反应的平衡常数K=

B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小

C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△H＜0

甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)；△H₁
②CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH（g）+H₂O(g)；△H₂
③CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)；△H₃
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	CO的键能	H-O	C-H
E/（kJ.mol^-1）	436	343	1076	465	413

由此计算△H₁=     kJ.mol^-1，已知△H₂=-58kJ.mol^-1，则△H₃=               kJ.mol^-1
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为              ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为            （填曲线标记字母），其判断理由是                  。

 
（3）合成气的组成n(H₂)/n(CO+CO₂)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而             （填“增大”或“减小”），其原因是                。图2中的压强由大到小为_________________，其判断理由是                。