高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

某硫酸厂用以下几种方法处理SO₂尾气。
（1）活性炭还原法
反应原理：恒温恒容2C (s)+2SO₂(g)S₂(g)+2CO₂(g) 。反应进行到不同时间测得各物质的浓度如图：

①第一次出现平衡的时间是第          min；
②0~20min反应速率表示为V(SO₂)=          ；
③30 min时，改变某一条件平衡发生移动，则改变的条件最有可能是            ； 40min时，平衡常数值为__________。
（2）亚硫酸钠吸牧法
①Na₂SO₃溶液吸收SO₂的离子方程式为                 ；
②常温下，当吸收至pH=6时，吸收液中相关离子浓度关系一定正确的是__________(填序号)
a.c(Na⁺)+c(H⁺) >c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)+ c(OH^-)
b.c(Na⁺) = c(SO₃^2-) + c(HSO₃^-)+ C(H₂SO₃)
c.c(Na⁺)> c(SO₃^2-)> c(OH^-)>c(H⁺)
d.水电离出c(OH^一)=l×l0^-8 mol/L，
（3）电化学处理法

如右图所示，Pt(1)电极的反应式为                  ；
碱性条件下，用Pt(2)电极排出的S₂O₄^2-溶液吸收NO₂，使其转化为N₂，同时有SO₃^2-生成。若阳极转移电子6mol，则理论上处理NO₂气体          mol。

I．化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。
已知某温度下：
反应①：CO₂ (g) +H₂ (g)→CO(g)  +  H₂O(g)，ΔH =" +41.2" kJ/mol；
反应②： (g)→(g)+H₂（g），ΔH=" +117.6" kJ/mol；
①②的化学反应平衡常数分别为K₁、K₂，
（1）请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式                     ，该反应的化学平衡常数K=          (用K₁、K₂表示)
（2）对于反应①，恒温恒容条件下，向密闭容器中加入2molCO₂和2molH_2，当反应达到平衡后，以下说法正确的是     

A．因为该反应是吸热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小；

B．若再加入1molCO2、1mol H2，平衡不移动；

C．若再加入CO2则平衡向正反应方向移动，CO的体积分数减小；

D．若充入He，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变；

（3）恒温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO_2；请在下图中画出t₁之后的正逆反应曲线，并作出标注。

II．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。

（4）升高温度，该反应的平衡常数         (填“增大”或“减小”或“不变”)。
（5）由图2信息，计算10min内该反应的平均速率v(H₂)=        ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积，则n(N₂)的变化曲线为        (填“a”或“b”或“c”或“d”)
（6）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“<”)

氮元素能形成多种多样的化合物．请回答：
（1）298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)△H=﹣a kJ/mol (a＞0)．N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图1．达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题：

①298k时，该反应的平衡常数为          L•mol^﹣1(精确到0.01)；
②下列情况不能用来判断该反应是否处于平衡状态的是           ；
A．混合气体的密度保持不变；  B．混合气体的颜色不再变化；C．混合气体的气体压强保持不变
③若反应在398K进行，某时刻测得n(NO₂)=0.6mol、n(N₂O₄)=1.2mol，则此时v_(正)          v_(逆)(填“＞”、“＜”或“=”)．
（2）常温条件下，向100mL 0.1mol•L^﹣1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^﹣1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图2所示．试分析图中a、b、c、d、e五个点(该条件下硫酸第二步电离是完全的)．
①a点溶液的pH          1(填“＞”“＜”或“=”)；
②b点溶液中发生水解反应的离子是           ；
③c点溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序为            ；
④d、e点对应溶液中，水电离程度大小关系是d          e(填“＞”、“＜”或“=”)．

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2．5um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、NO_x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。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	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）ΔH =－483.6 kJ·mol^－1
2C（s）+O₂（g）＝2CO（g）ΔH =－221.0 kJ·mol^－1
则C（s）+ H₂O（g）＝CO（g）+ H₂（g）ΔH＝____         ___ kJ·mol^－1。
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NO_x和CO的生成：
①已知气缸中生成NO的反应为：N₂ （g）+O₂（g）2NO（g）△H0
ⅰ.若1L空气含0．8molN₂和0． 2molO₂，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K＝                。
ⅱ.恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是        
A混合气体的密度不再变化
B混合气体的平均分子量不在变化
C N₂ 、O₂、NO的物质的量之比为1:1:2
D氧气的百分含量不在变化
ⅲ.若升高温度，则平衡___________（填“正向”或“逆向”或“不”下同）移动，逆反应速率         （填“变大 ”或“变小”或“不变”）。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）＝2C（s）+O₂（g）。已知该反应的△H0，则该设想能否实现             (填“能”或“不能”)？
（4）综上所述，你对该市下一步的环境建设提出的建议是               

空气质量日报中有一项重要检测指标是SO₂的含量，结合所学知识回答下列问题。

工业制硫酸的过程中，SO₂催化氧化的原理为：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g) + Q
某温度下，测得SO₂(g)的平衡转化率()与体系总压强( p )的关系如上图所示。
28．a、b两点对应的平衡常数K(a)                        K(b) (填“>”、 “<”或“=”，下同)，SO₃浓度c(a)             c(b)。c点时，反应速率υ(正)              υ(逆)。
将一定量的SO₂(g)和O₂(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应得到如下表中的两组数据：

实验编号	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol
SO2	O2	SO2	O2
1	T1	4	2	x	0.8
2	T2	4	2	0.4	y

29．实验1从开始到反应达到化学平衡时，用去时间t 分钟，则υ(SO₂)表示的反应速率为           ，温度T₁大于T₂的理由是            。
30．制取SO₂的尾气用NaOH溶液吸收，可得到Na₂SO₃和NaHSO₃两种盐。
①0.1 mol/L的NaHSO₃溶液中c(H⁺) >c(OH^－)，用水解和电离理论的角度解释其原因             ，若往溶液中加入氨水至中性，则c(Na⁺)          c(HSO₃^－)+c(SO₃^2－)+c(H₂SO₃)(填“>”、 “﹤”或 “=”)。
②往0.1 mol/L 的Na₂SO₃溶液加入少量NaOH固体，完全溶解后溶液中c(Na⁺) :c(SO₃^2－)的比值         (填“变大”、“变小”或“保持不变”)。

Ⅰ.（1）工业上合成氨的反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)   ΔH＝－92.60 kJ·mol^－1。
①恒温容积固定的密闭容器中发生反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)，下列说法能说明上述反应达到平衡状态的是____________。
a.单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂
b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
c.用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
d.混合气体的平均摩尔质量不变
e.容器内的气体密度不变
f.容器内气体的压强不变
（2）已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间(h) 物质的量(mol)	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0	0.20	n2	1.00	1.00

 
根据表中数据计算：
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0～1 h内N₂的平均反应速率为________ mol·L^－1·h^－1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K＝________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
Ⅱ.（1）二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g) ΔH＞0。二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol^－1，工业上用合成气(CO、H₂)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。
A．二甲醚分子中含极性共价键
B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物
C．二甲醚是非极性分子   D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH₃OCH₃(g)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋3H₂O(g) ΔH＝－1 455 kJ·mol^－1
（2）绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为：由         到          (填A或B)，写出A电极的电极反应式：___________。

分别在密闭容器的两个反应室中进行如下反应：
左反应室：A（g）+2B（g）2C（g） 右反应室：2Z（g） X（g）+Y（g）
在反应室之间有无摩擦、可自由滑动的密封板隔断。反应开始和达到平衡时有关物理量的变化如下图所示：

（1）A（g）+2B（g）2C（g） 的△H            0（填“>”、“<”或“=”）。
（2）在平衡（I）和平衡（Ⅱ）中，X的体积分数                （填序号）。
a．一定相等     b．一定不相等     c．可能相等
（3）达到平衡（I）时，A的转化率为                  。

现有下列三个图象：下列反应中符合下述全部图象的反应是

A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0

B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH＞0

C．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＜0

D．H2(g)＋CO(g)C(s)＋H2O(g) ΔH＞0

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）写出镁在CO₂中燃烧的化学方程式为_________ _     ____。
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是__________。
②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为     ____________________。
        
图1                 图2                 图3
（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g)  △H
①该反应的平衡常数表达式为K=______________。
②取五份等体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH_______(填“>” “<”或“＝”)0。
③在两种不同温度下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ ________K_Ⅱ(填“>” “<”或“＝”)。
④一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物 投入量	1molCO2 3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) （a、b、c均不等于0）

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为____________。

Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H₂(g)+I₂(g)  H="+11" kJ·mol^-1。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

t/min	0	20	40	60	80	120
x(HI)	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
x(HI）	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

由上述实验数据计算得到v_正～x(HI)和v_逆～x(H₂)的关系可用如图表示。当改变条件，再次达到平衡时，下列有关叙述不正确的是

A．若升高温度到某一温度，再次达到平衡时，相应点可能分别是A、E
B．若再次充入a mol HI，则达到平衡时，相应点的横坐标值不变，纵坐标值增大
C．若改变的条件是增大压强，再次达到平衡时，相应点与改变条件前相同
D．若改变的条件是使用催化剂，再次达到平衡时，相应点与改变条件前不同

在80℃时，将0．4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（s） c（mol/L）	0	20	40	60	80	100
c（N2O4）	0．20	a	0．10	c	d	e
c（NO2）	0．00	0．12	b	0．22	0．22	0．22

反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。
（1）该反应的化学方程式为                  ，表中b    c（填“<”、“=”、“>”）。
（2）20s时，N₂O₄的的浓度为       mol/L，0~20s内N₂O₄的平均反应速率为            。
（3）该反应的平衡常数表达式K=            ，在80℃时该反应的平衡常数K值为        （保留2位小数）。
（4）在其他条件相同时，该反应的K值越大，表明建立平衡时             。
A、N₂O₄的转化率越高                 B、NO₂的产量越大
C、N₂O₄与NO₂的浓度之比越大          D、正反应进行的程度越大

对于可逆反应A（g）+2B(g) 2C(g) ，  ΛH>0，下列图象中正确的是

T℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示，若保持其他条件不变，温度分别为T₁和T₂时，B的体积分数与时间的关系如图（Ⅱ）所示，则下列结论正确的是（   ）

A．在t₁min时，3V_正(B)=2V_逆(C)
B．（t₁+10）min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
C．T℃时，在相同容器中，若由0.3mol·L^{—1 A}、0.1 mol·L^—1 B和0.4 mol·L^{—1 C}反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4 mol·L^—1
D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大

将H₂(g)和Br₂(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H₂(g)+Br₂(g) 2HBr；△H﹤0，平衡时Br₂(g)的转化率为a；若初使条件相同，绝热下进行上述反应，平衡时Br₂(g)的转化率为b。a与b的关系是（ ）

A．无法确定

B．a=b

C．a﹤b

D．a﹥b

在10 L的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO₂（g）＋H₂（g） CO（g）＋H₂O（g），其化学平衡常数K和温度T的关系如下表：

T/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

请回答：
（1）该反应为            （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）该反应的化学平衡常数表达式为K ＝                        。
（3）一定条件下，能说明该反应达到化学平衡状态的是                （填字母）。
a．容器中压强不变                 b．混合气体中 c（CO）不变
c．υ_正（H₂）＝υ_逆（H₂O）          d．c（CO₂）＝c（CO）
（4）某温度下，将CO₂和H₂各0.10 mol充入该容器中，达到平衡后，测得 c(CO) =" 0.0080" mol﹒L^-1  ，则CO₂的转化率为      。
（5）某温度下，平衡浓度符合下式：c（CO₂）·c（H₂）＝c（CO）·c（H₂O），试判断此时的温度为         ℃。