高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

在一定体积的密闭容器中，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

回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝                              。
（2）该反应为           反应（选填“吸热”、“放热”）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是            （多选扣分）。
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，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         ℃。

少量纯净的氨基甲酸铵置于体积不变的密闭真空容器中，在恒定温度下分解：
,下列说法正确的是（）

A．当氨气体积分数不变时，该分解反应达到平衡

B．升高温度，该反应平衡常数增大

C．平衡后若缩小容器体积，氨基甲酸铵固体的质量保持不变

D．加入少量的氨基甲酸铵可使正反应速率增大

联氨（N₂H₄）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N₂H₄与N₂O₄反应能放出大量的热。
（1）已知：2NO₂(g)===N₂O₄(g) △H=-57.20kJ·mol^-1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO₂(g)N₂O₄(g)达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是     (填字母）。

A．减小NO2的浓度	B．降低温度
C．增加NO2的浓度	D．升高温度

（2）25℃时，1.00gN₂H₄(l)与足量N₂O₄(l)完全反应生成N₂(g)和H₂O(l)，放出19.14kJ的热量。则反应2N₂H₄(l)+N₂O₄(l)=3N₂(g)+4H₂O(l)的△H=      kJ·mol^-1。
（3）17℃、1.01×10⁵Pa，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c(NO₂)="0.0300" mol·L^-1、c(N₂O₄)="0.0120" mol·L^-1。则此温度下平衡常数K=____________

钒(V)及其化合物在工业催化、新材料和新能源等领域中有广泛的应用，其中接触法制硫酸工业中就要用到V₂O₅作催化剂：
2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)　ΔH＜0。
某温度下，将2 mol SO₂和1 mol O₂置于10 L密闭容器中，在V₂O₅作催化剂下经5min反应达平衡，SO₂的平衡转化率(α)为80%。
（1）5min内 v(SO₃ )＝　　　　　　mol·L^－1·min^－1　
（2）该温度下平衡常数K＝　　　　　　　　　　
（3）若缩小容器体积，至达到新的平衡，在图中画出反应速率变化图象。

（4）硫酸工业尾气SO₂用浓氨水吸收，反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　，吸收后的产物最终可制成肥料硫铵［即(NH₄)₂SO₄］。
（5）某含钒化合物及硫酸的电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如下图所示。

①用该电池电解(NH₄)₂SO₄溶液生产(NH₄)₂S₂O₈(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极，阳极电极反应式可表示为　　　　　　　　　　　　　　　　；若电解得1mol(NH₄)₂S₂O₈，则电池左槽中H^＋将　　　(填“增大”或“减少”)　　　　mol。
②电池使用一段时间后对其进行充电，充电过程中，阳电极反应式为：　　　　　　　　　　。

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：
CO(g) ＋ 2H₂(g) CH₃OH(g)         ΔH
（1）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断ΔH       0 （填“＞”、“＝”或“＜”）；    
②某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，此时的温度为          。
（2）T℃时，在时间t₀时刻，合成甲醇反应达到平衡，若在t₁时刻将容器的体积缩小一倍，假定在t₂时刻后又达到新的平衡，请在图中用曲线表示在t₁～t₂阶段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图（其它条件不变，曲线上必须标明氢气、甲醇）。

（3）300℃、1.01×10⁵Pa下，上述反应的ΔH数值为90.8 kJ/mol。在该温度下，在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1 mol CO、2 mol H2	1 mol CH3OH	2 mol CH3OH
平衡时数据	CH3OH的浓度（mol/L）	c1	c2	c3
反应放出或吸收的能量	x kJ	y kJ	z kJ
反应物转化率	Ф1	Ф2	Ф3

        请比较以下每组数据的大小（填“>”、“<”或“=”）：
①2c₁    c₃     ② x+y    90.8    ③Ф₁+Ф₃   1

一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。
⑴利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)₄(g)，该反应的△H______0 (选填“＞”或“＝”或“＜”)。
⑵金属氧化物被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。下左图是四种金属氧化物(Cr₂O₃、SnO₂、PbO₂、Cu₂O)被一氧化碳还原时lg与温度(t)的关系曲线图。则一氧化碳还原三氧化铬反应的化学平衡常数表达式可表示为：K＝______________。800℃时，其中最易被还原的金属氧化物是___________，该反应的平衡常数数值(K)等于__________。
⑶下右图是一碳酸盐燃料电池(MCFC)，以水煤气(CO、H₂)为燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物为电解质。依次写出A、B两电极发生反应的电极反应式
__________________________________、___________________________________。
 
⑷已知：①CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)  △H＝－90.7 kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g) △H＝－23.5 kJ·mol^－1
③CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)  △H＝－41.2 kJ·mol^－1
则3CO(g)＋3H₂(g)CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的△H＝_______________。

下列四个图像的有关说法正确的是
    
①                    ②             ③                ④

A．①表示化学反应H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)的能量变化，则该反应的反应热 △H＝＋183 kJ／mol

B．②表示其它条件不变时，反应4A(g)＋3B(g)2C(g)＋6D在不同压强下B％(B的体积百分含量)随时间的变化，则D一定是气体

C．③表示体积和pH均相同的HCl和CH3COOH两种溶液中，分别加入足量的锌，产生H2的体积随时间的变化，则a表示CH3COOH溶液

D．④表示10 mL 0.1 mol／L Na2CO3和NaHCO3两种溶液中，分别滴加0.l mol/L HCl，产生CO2的体积随盐酸体积的变化，则b表示Na2CO3溶液

某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对反应［可用aA(g)+bB(g)cC(g)表示］化学平衡的影响，得到如图所示图像（图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率）：

分析图像，回答下列问题：
（1）在图像反应Ⅰ中，若P₁<P₂（填“>”、“<”或“=”），则此正反应为是一个气体分子数_____（填“减少”或“增大”）的反应，该正反应为_____（填“吸热”或“放热”）反应。由此判断，此反应自发进行的温度是__   ___。（填“低温”“高温”“任何温度”）
（2）在图像反应Ⅱ中，T₁_____T₂（填“>”、“<”或“=”），该正反应为_____（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）在图像反应Ⅲ中，若T₁>T₂，该反应能否自发进行            

高炉炼铁过程中发生的主要反应为：
1/3Fe₂O₃(s)+CO(g)2/3Fe(s)+CO₂(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=_____，ΔH____0（填“>”、“<”或“=”）；
（2）在一个容积为10 L的密闭容器中，1 000 ℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0 mol，反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平衡反应速率v(CO₂)=_____、CO的平衡转化率=_____；

随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧缺面临着越来越严重的问题，煤经过化学加工可转化为气体或液体以及各种化工产品，从而提高了煤的利用率。
（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=+131.5kJ·mol^-1
①该反应的平衡常数表达式为                 。
②下列措施中，不能提高碳的转化率的是          （填字母序号）

A．容器的体积不变，增加水蒸气的物质的量	B．缩小容器的体积，增大压强
C．及时将水煤气从容器中移走	D．其他条件不变，升高温度

   ③又知C（s）+CO₂（g）       2CO（g） △H=+172.5kJ·mol^-1
则CO（g）+H₂O（g）       CO₂（g）+H₂（g）的焓变（△H）为               。
（2）CO和H₂在一定条件下可反应生成甲醇，CO（g）+2H₂（g）      CH₃OH（g）。甲醇作为一种可再生能源燃料，可用于燃料电池。下图是甲醇燃料的原理示意图：

①a处通入的是                     （填物质名称），该电池工作过程中，H⁺的移动方向
为从        到         （填“左”或“右”）
②该电池正极反应式为                     。
③若用该电池提供的电能电解600ml  0.2mol·L^-1NaCl溶液，设有0.01molCH₃OH完全放电，且电解产生的Cl₂全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解时阴极反应式为             ，电解结束后所得溶液的pH=            。若向电解后的溶液加入适量的醋酸至溶液的pH恰好等于7（反应前后忽略溶液体积的变化），则此时溶液中c（Na⁺）：c（CH₃COO^-）=                  。

(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              。

可逆反应从正方向开始，并达到了平衡，此时和的物质的量之比为2：1，若采取某种措施，导致和又消耗了一些，并再次达到平衡，下列说法正确的是

A．新平衡体系中，和物质的量之比仍为2：1

B．平衡向正反应方向移动，原因是正反应速率增大，逆反应速率减小

C．新平衡体系与旧平衡体系比较，的浓度肯定增大

D．若所采取的措施是缩小容器的容积，则新旧平衡中和的转化率之比都是1：1

在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。
（1）已知：N₂(g)+ O₂(g)="2NO(g)" △H="+180.5" kJ·mol^－1
2C(s)+ O₂(g)="2CO(g)        " △H=－221.0 kJ·mol^－1
C(s)+ O₂(g)=CO₂(g)         △H=－393.5 kJ·mol^－1
①尾气转化的反应之一：2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g) △H＝            。
②已知：N₂、O₂分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol^—1、497 kJ·mol^—1，则NO分子中化学键的键能为  　　　　　   kJ·mol^—1。
（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时，按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
①前3s内的平均反应速率v (N₂) = _________________________。
②在该温度下，反应的平衡常数K =      　　　    。（只写出计算结果）
③该可逆反应△S  0（填“>”、“<”或“＝”），在_______________（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行。
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O^2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是     

A．负极的电极反应式为： CO+O^2—―2e^-＝CO2

B．工作时电极b作正极，O^2-由电极a流向电极b

C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b

D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

(15分)氢氧化镁用于制药工业，还是重要的绿色阻燃剂。
Ⅰ．治疗胃酸过多药物Stmoache的有效成分为Mg(OH)₂。
(1)该药物治疗胃酸(主要成分为盐酸)过多症时反应的离子式方程式为                    ；
Ⅱ．已知:
H₂O(g)=H₂(g)+ O₂(g)                 △H₁ =" +242" kJ·mol^-1
Mg(s)+2 H₂O(g)=Mg(OH)₂(s) + H₂(g)    △H₂ =" -441" kJ·mol^-1
Mg(s)+ O₂(g)="MgO(s)  "             △H₃ = -602kJ·mol^-1
(2)氢氧化镁分解的热化学方程式为                                         ；
Ⅲ．某工厂用六水合氯化镁和粗石灰制取的氢氧化镁含有少量氢氧化铁杂质，通过如下流程进行提纯精制．获得阻燃剂氢氧化镁。

(3)步骤①中加入保险粉的作用：                                  。
(4)已知EDTA只能与溶液中的反应生成易溶于水的物质，不与反应。虽然难溶于水，但步骤②中随着EDTA的加入，最终能够将除去并获得纯度高的。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释                                       ；
Ⅳ．为研究不同分离提纯条件下所制得阻燃剂的纯度从而确定最佳提纯条件，某研究小组各取等质量的下列4组条件下制得的阻燃剂进行含铁量的测定，结果如下：

精制阻燃剂的条件	阻燃剂铁含量
序号	提纯体系温度/℃	加入EDTA质量/g	加入保险粉质量/g	W(Fe)/(10^-4g)
1	40	0.05	0.05	7.63
2	40	0.05	0.10	6.83
3	60	0.05	0.10	6.83
4	60	0.10	0.10	6.51

(5)若不考虑其它条件，根据上表数据，制取高纯度阻燃剂最佳条件是       (填字母)。
①40℃              ②60℃                ③EDTA质量为O.05g 
④EDTA质量为0.10g  ⑤保险粉质量为0.05g  ⑥保险粉质量为0.10g
A．①③⑤         B．②④⑥          C．①④⑥          D．②③⑤

有可逆反应A(g)+B(g) xC(g)+D(g)，某温度时，在固定容积为2L的密闭容器内充入一定量的A、B，并保持温度不变。A、B、C、D物质的量随时间的变化如图所示：

（1）根据图中所示，x=_______________；该反应的平衡状态为图中的____________min；
（2）0～5min的平均反应速率v(A)=_______________________________（用小数表示）。
（3）6min时改变影响平衡的一个条件，A、B、C、D的变化曲线如图中6~8min所示，则平衡_________移动（填“向左”、“向右”或“不”），可能的原因是________（选填序号）。
a、增大A的物质的量                     b、加入催化剂
c、增加C的物质的量                     d、减小容器体积
（4）若反应一开始就加入了合适的催化剂，在图中画出气体A在0~6min时的变化曲线。