高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

在80℃时，0.40mol的N₂O₄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） n（mol）	0	20	40	60	80	100
n（N2O4）	0.40	a	0.20	c	d	e
n（NO2）	0.00	0.24	b	0.52	0.60	0.60

 
已知：N₂O₄2NO₂，△H＞0，
（1）计算20s～40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为               。
（2）计算在80℃时该反应的平衡常数K＝               。
（3）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色       （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）            ，若要重新达到平衡时，使c(NO₂)／c(N₂O₄)值变小，可采取的措施有（填序号）        。
A、增大N₂O₄的起始浓度        B、向混合气体中通入NO₂
C、使用高效催化剂           D、升高温度
（5）如图是80℃时容器中N₂O₄物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在60℃时N₂O₄物质的量的变化曲线。

目前，“低碳经济”备受关注，CO₂的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：                。
（2）—定条件下，将C（s)和H₂O（g)分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如下表所示：

容器	容积/L	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
C（s)	H2O（g)	H2（g)
甲	2	T1	2	4	3.2	8
乙	1	T2	1	2	1.2	3

①T₁℃时，该反应的平衡常数K=
②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H₂O（g)的物质的量浓度       （填字母）。
A．="0.8" mol·L^-1      B．=1.4mol·L^-1      C．<1.4 mol·L^-1      D．>1.4mol·L^-1
③丙容器的容积为1L，T₁℃时，按下列配比充入C（s)、H₂O（g)、CO₂（g)和H₂（g)， 达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是         （填字母）。
A．0.6 mol 1.0 mol 0.5 mol 1.0 mol
B．0.6 mol 2.0 mol 0 mol 0 mol
C．1.0 mol 2.0 mol1.0 mol2.0 mol
D．0.25 mol 0.5 mol 0.75 mol 1.5 mol
（3）将燃煤废气中的CO₂转化为甲醚的反应原理为：
2CO₂（g) + 6H₂（g)CH₃OCH₃（g) + 3H₂O（g)
已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率见下表：

投料比[n（H2) / n（CO2)]	500 K	600 K	700 K	800 K
1.5	45%	33%	20%	12%
2.0	60%	43%	28%	15%
3.0	83%	62%	37%	22%

①该反应的焓变△H      0，熵变△S     0（填＞、＜或＝）。
②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式          。若以1.12 L·min^-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜         g。

Ⅰ.CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)           △H₁= -393．5 kJ·mol^-1
C(s)+H₂O(g)= CO(g)+H₂(g)    △H₂= +131．3 kJ·mol^-1
则反应CO(g)+H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)△H=            kJ·mol^-1。
（2）利用反应CO(g) +H₂(g)+O₂(g) = CO₂(g) +H₂O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________；
②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为                。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g)  N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：
（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=               （用只含a、V的式子表示）
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变
D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化
（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是          ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____（保留小数点后三位）。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是     。（填序号）。
A．增加CO的量  B．加入催化剂  C．减小容器体积  D．扩大容器体积

一定温度下，在一个体积可变的密闭容器中加入2 mol N₂和2 mol H₂，建立如下平衡：N₂（g）＋3H₂（g）2NH₃（g）相同条件下，若向容器中再通入1 mol N₂和1 mol H₂，又达到平衡。则下列说法正确的是

A．NH3的百分含量不变	B．N2的体积分数增大
C．H2的转化率增大	D．NH3的百分含量增大

可逆反应mA(g)十nB(g)pC(g)十qD(g)的v-t图象如下右图，若其它条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图象如图。对于下列命题：
①a₁＞a₂  ②a₁＜a₂  ③b₁＞b₂  ④b₁＜b₂  ⑤t₁＞t₂  ⑥t₁﹦t₂  ⑦两图中阴影部分面积相等  ⑧右图中阴影部分面积更大。以上说法中正确的是

A．②④⑤⑦

B．①④⑥⑧

C．②③⑤⑧

D．①③⑥⑦

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，工业上合成氨反应通常用铁触媒作催化剂，反应方程式为：N₂+3H₂2NH₃  △H<0。
（1）已知N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) ΔH＝－92kJ·mol^－1，拆开1mol H－H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、、946kJ，则拆开1molN－H键需要的能量是__________。
（2）合成氨反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是           （填字母序号）。

A．c(H2)减小

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．NH3的物质的量增加

D．平衡常数K增大

E.平衡向正方向移动
（3） 如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入1molN₂和3molH₂，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) ，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中H₂的转化率随时间变化的图像如图3所示，请在图3中画出乙容器中H₂的转化率随时间变化的图像。

（4）若反应N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)在一容积固定不变的容器内进行，并维持反应过程中温度不变。若平衡从正向建立，且起始时N₂与H₂的物质的量分别为amol、bmol，当a:b=______时，达到平衡后NH₃的体积分数最大。

高温下CuO(s)+CO(g) Cu(s)+CO₂(g)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：1000℃ K＝4.0   1150℃ K＝3.7   1300℃ K＝3.5 ;请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式___________.
（2）在一个容积为2L的密闭容器中，1000℃时加入Cu、 CuO、CO、CO₂各0.2 mol，反应经过10min后达平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v（CO₂）﹦              。
（3）以下措施中，能使反应（2）中的正反应速率显著加快同时不影响CO的平衡转化率的是           （填字母序号）。
A、增加CO的浓度
B、增加CuO的量
C、移出部分CO₂
D、提高反应温度
E、减小容器的容积
（4）1000℃时测得在2L的密闭容器中反应体系中某时刻各物质的物质的量见下表：

CuO	CO	Cu	CO2
0.8mol	0.4mol	0.6mol	0.6mol

此时反应中正、逆反应速率的关系式是           （填代号）。
A．v(正)＞v(逆)    B．v(正)＜v(逆)    C．v(正)＝v(逆)  D．无法判断

在恒温、恒容下，发生如下反应：2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g），现从两条途径分别建立平衡。途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2mol/L；Ⅱ途径：C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。以下叙述正确的是
A．达平衡时，途径Ⅰ的反应速率V（A）等于途径Ⅱ的反应速率V（A）
B．达平衡时，途径Ⅰ所得混合气的浓度和途径Ⅱ所得混合气体的浓度相等
C．两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同
D．两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同

已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（g)  N₂O₄（g)  ΔH＜0。现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。

（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线_______________表示NO₂浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是______________。
（2）①前10 min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂)=__________mol·L^-1·min^-1。
②0～15 min ，反应2NO₂（g)  N₂O₄（g)的平衡常数K_b=_______________。
③25 min～35 min时，反应2NO₂（g) N₂O₄（g)的平衡常数K_d_____________K_b（填“＞”、“=”或“＜”)。
（3）反应25 min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是_________________（用文字表达)，若要达到使NO₂（g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是_________________。

A．加入催化剂	B．缩小容器体积
C．升高温度	D．加入一定量的N2O4

铁是当代社会中用量最大的金属之一。磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，发生的主要反应为：Fe₃O₄（s）+4CO3Fe（s）+4CO₂
（1）已知：①Fe₃O₄（s）+4C（石墨）3Fe（s）+4CO（g）   ΔH="+646.0" kJ/mol
②C（石墨）+CO₂（g）2CO（g）    ΔH="+172.5" kJ/mol
由Fe₃O₄（s）与CO反应生成Fe（s）的热化学方程式是                           。
（2）T℃时，在 2L恒容密闭容器中，加入Fe₃O₄、CO各1.0 mol ，10 min反应达到平衡时，容器中CO₂的浓度是0.4 mol /L。
①能证明该反应达到化学平衡的是                       （选填字母）。
a．容器内压强不再变化
b．容器内CO、CO₂物质的量比为1 : 1
c．容器内气体的质量不再变化
d．生成CO₂的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率是                      。
③l0 min内，反应的平均反应速率v (CO₂)=                           。
④欲提高该反应中CO的平衡转化率，可采取的措施是               （选填字母）。
a．提高反应温度              b．移出部分CO₂
c．加入合适的催化剂          d．减小容器的容积
⑤T℃时，该反应的平衡常数K=                      。

在一恒压密闭容器中充入1 mol NO₂建立如下平衡：2 NO₂N₂O₄, 此时NO₂的转化率为x%，在其他条件不变的条件下，再充入1 mol NO₂，待新平衡建立时测得NO₂的转化率为y%，则大小关系正确的是

A．x ＜ y	B．x ＝ y
C．x ＞ y	D．无法确定

在密闭容器中进行下列反应：M（g)＋N（g) R（g)＋2L，此反应符合下面图像，下列叙述正确的是

A．正反应吸热，L是气体

B．正反应吸热，L是固体

C．正反应放热，L是气体

D．正反应放热，L是固体或液体

体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO₂和O₂，在相同温度下发生反应：2SO₂+O₂2SO₃，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO₂的转化率为p%，则乙容器中SO₂的转化率

A．等于p%

B．大于p%

C．小于p%

D．无法判断

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s) +H₂O(g)  CO(g) +H₂(g)  △H= +131.3kJ·mol^－1
一定温度下，在一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应，下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是     （填字母）。
a．容器中的压强不变        b．1mol H－H 键断裂的同时断裂2molH－O键
c．v_正（CO）= v_逆（H₂O）   d．c(CO) =c(H₂)
（2）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）+H₂O（g） CO₂（g）+ H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所 需时间/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①该反应的逆反应为              (填“吸”或“放’’)热反应
②若实验3要达到与实验2中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
(用含a、b的数学式表示)。
（3）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂（g）+ 3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g），右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol)的变化。

①在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入l molCO₂和3molH₂，下列措施中能使c(CH₃OH)增大的是              (填字母)
a．升高温度                      b．充入He(g)，使体系压强增大
c．将H₂O(g)从体系中分离出来      d．再充入l mol CO₂和3 molH₂
②当反应达到平衡时不断改变条件(但不改变各组分物质的量和状态)反应速率随时间的变化如图：其中表示平衡混合物中CH₃OH含量最高的一段时间是          ；如t₀～t₁平衡常数为K₁，t₂～t₃平衡常数为K₂，则K₁         K₂(填“大于”、“等于”或“小于”)。

CO是水煤气的主要成份之一，是一种无色剧毒气体，根据信息完成下列各题
Ⅰ、已知下列热化学方程式
2C(s) + O₂(g) = 2CO(g)   △H = -221kJ/mol
C(s) + O₂(g) = CO₂(g)    △H = -393kJ/mol
24g单质碳在不足量的O₂中燃烧时，生成等物质的量的CO和CO₂气体，则和24ｇ单质碳完全燃烧生成CO₂相比较，损失热量_________kJ
Ⅱ、850℃时，在10L体积不变的容器中投入2molCO和3molH₂O，发生如下反应：
CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)，当CO的转化率达60%时，反应达平衡
（1）850℃时，该反应的平衡常数为_________
（2）该条件下，将CO和H₂O都改为投入2mol，达平衡时，H₂的浓度为_________mol/L，下列情况能说明该反应一定达平衡的是_________

A．V正(CO) = V逆(CO2)

B．气体的密度不再随时间改变

C．CO的体积分数不再随时间改变

D．气体的平均摩尔质量不再随时间改变

Ⅲ、为防止CO使人中毒，一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇——氧化钠，其中O^2-可以在固体ZASICON中自由移动，则：

（1）该原电池中通入CO的电极为_________极，该电极的电极反应式为___________________
（2）通空气一极的电极反应式为____________________________________