高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇。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的变化。
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是_______。
A．△H>0，△S>0；  B．△H>0，△S<0；
C．△H<0，△S<0；  D．△H<0，△S>0。
（2）该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表          
（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂
和3mol H₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H₂) _________mol·L^-1·min^-1。

（4）肼（N₂H₄）是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N₂H₄完全燃烧反应的热化学方程式是：
                                    

高温下CuO和CO中发生反应：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：

温度/℃	1 000	1 150	1 300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

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Cu、CuO、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均反应速率v(CO₂)＝________、CO的平衡转化率＝________；
(3) 欲提高(2)中CO的平衡转化率，可采取的措施是__        __。
A．减少Cu的量　　  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    F．加入合适的催化剂

在容积为VL的密闭容器中发生2NO₂ 2NO+O₂反应。反应过程中NO₂的物质的量随时间变化的状况如图所示。

（1）若曲线A和B表示的是该反应在某不同条件下的反应状况，则该不同条件是      。
A．有、无催化剂    B．温度不同      C．压强不同        D．V值不同
（2）写出该反应的化学平衡常数K的表达式：           ，
并比较K_800℃    K_850℃（填“>”、“<”或“=”）。
（3）在图上作出在A条件下NO的变化曲线，并求算在B条件下从反应开始至达到平衡，氧气的反应速率v(O₂)=      。
（4）不能说明该反应已达到平衡状态的是       。      
A．v_正（NO₂）=v_逆（NO）      B．c（NO₂）=c（NO）
C．气体的平均摩尔质量不变    D．气体的密度保持不变
(5)在如图所示的三个容积相同的三个容器①、②、③进行反应：2NO+O₂  2NO₂

若起始温度相同，分别向三个容器中充入2molNO和1molO₂ ，则达到平衡时各容器中NO物质的百分含量由大到小的顺序为(填容器编号)               。

二甲醚与水蒸气重整制氢气作为燃料电池的氢源，比其他制氢技术更有优势。主要反应为：
① CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)2CH₃OH(g)         ΔH＝+37 kJ·mol^－1
② CH₃OH(g) + H₂O(g) 3H₂(g) + CO₂(g)   ΔH＝+49 kJ·mol^－1
③ CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)         ΔH＝+41.3 kJ·mol^－1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO能毒害燃料电池Pt电极。请回答下列问题：
（1）二甲醚可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为
                                                                。
（2）CH₃OCH₃(g)与水蒸气重整制氢气的热化学方程式为
                                                                。
（3）下列采取的措施和解释正确的是           。（填字母序号）
A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生 
B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生
C．选择在低温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH₃OH的转化率
D．体系压强升高，对制取氢气不利，且对减少CO的产生几乎无影响
（4）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应①，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	1mol CH3OCH3、1mol H2O	2mol CH3OH	1mol CH3OH
CH3OH的浓度（mol/L）	c1	c2	c3
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V1	V2	V3
反应物转化率	α 1	α 2	α 3

下列说法正确的是          。（填字母序号）
A. a+2c="37 "      B. α₁ + α₂="1"       C. V₁ > V₃      D. c₁=2c₃
（5）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极也可直接构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是                                             。

在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，发生如下反应：2A(g) + B(g)  2C(g) + D(g)，达到平衡时C的浓度为0.4 mol·L^－。维持相同的温度和相同的容积，按下列四种配比作为起始物质，达到新平衡时C的浓度仍是1.2mol/L。
⑴若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。
⑵若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L的是_____ (用序号填空)。

A．4 mol A+2 mol B	B．3mol C+1 mol D+1 mol B
C．3 mol C+ 2mol D	D．1.6mol A+0.8 mol B+0.6 mol C

⑶某温度下，向容器中加入3mol C和0.8mol D，反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L，则容器的容积V应大于________L，小于________L。

现有可逆反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)；ΔH<0。在相同温度下，将1 mol A和2 mol B加入到容积固定不变的甲容器中，将2 mol C和2 mol D加入到容积可变的乙容器中，t₁＝5 min时两容器内均达到平衡状态，甲中c(C)＝1.5 mol/L。请回答下列问题：

(1)5 min内，用B物质表示甲容器中的平均反应速率v(B)＝________。
(2)若使甲容器化学平衡向正反应方向移动，则可以改变的条件是(填写字母)________；改变条件的瞬间，体系的正反应速率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
A．减小A的物质的量          B．降低体系的温度
C．增大D的浓度                 D．加入催化剂
(3)保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙容器中C的物质的量浓度c(C)__________(填“>”“<”或“＝”)3 mol/L。
(4)保持温度不变，t₂时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，下图中能表示甲中反应速率变化情况的是__________，能表示乙中反应速率变化情况的是________。

（1）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生如下反应：
CO(g)十H₂O(g)CO₂(g)十H₂ (g)，△H＜0。CO和H₂O浓度变化如下图，则0~4min的平均反应速率υ(CO)＝       mol／(L·min)，此时该反应的平衡常数为       。

（2）T ℃（高于850℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。
①表中3min~4min之间反应处于     状态；c₁     0.08 (填 “＞”、“＜”或“＝”)。
②反应在4min~5min间，平衡向逆方向移动，可能的原因是       （填序号，下同），表中5min~6min之间数值发生变化，可能的原因是       。
a．增加了水蒸气的量                  b．降低温度
c．使用催化剂                        d．增加氢气的浓度

（14分，每空2分）研究NO_2、SO_{2 、}CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为              。利用反应
6NO₂＋ 8NH₃7N₂＋12 H₂O也可处理NO₂。当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是       L。
（2）已知：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）   ΔH="-196.6" kJ·mol^-1
2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）   ΔH="-113.0" kJ·mol^-1
①写出NO₂氧化SO₂的热化学方程式                            
②一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。
a．体系压强保持不变            b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变    d．每消耗1 mol SO₃的同时生成1 molNO₂
③测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1:6，则平衡常数K＝         。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。

该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是                         。

在一定容积的密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)⇌Z(g)＋W(s)；ΔH>0。若开始投入1 mol X和1 mol Y，在一定条件下达到平衡，改变条件，其变化关系符合甲、乙图象。下列有关判断正确的是

A．甲图表示温度对X转化率的影响，且Ⅰ温度较低

B．乙图一定表示压强对X体积分数的影响，且Ⅳ压强较高

C．甲图一定表示压强对X体积分数的影响，且Ⅰ压强较高

D．甲、乙图都可以表示温度、压强对平衡的影响，且Ⅰ>Ⅱ，Ⅲ<Ⅳ

反应aA(g)+bB(g)  cC(g)（ΔH＜0）在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：

回答问题：
(1) 反应的化学方程式中，a:b:c为_____________;
(2)  A的平均反应速率v_I(A)、v_Ⅱ(A)、v_Ⅲ(A)从大到小排列次序为_________；
(3) 由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_________,采取的措施是________;
(4) 比较第Ⅱ阶段反应温度(T₂)和第Ⅲ阶段反应温度(T₃)的高低：T₂      T₃(填“>”“<”“=”），判断的理由是_________________________________________; 
(5) 达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第IV阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）。

工业合成氨是硝酸工业中的重要步骤，已知N₂(g) +3H₂(g)  2NH₃(g) ΔH＝－92.4kJ·mol^－1。请回答：
(1) 当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如右图所示。

图中t₁时引起平衡移动的条件可能是      __       , t₃时引起平衡移动的条件可能是        __   ___  , 其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是            。
(2) 温度为T ℃时，将2a mol H₂和a mol N₂放入0.5L密闭容器中，充分反应后测得N₂的转化率为50﹪。则该反应的化学平衡常数的值为           ___________________。请在答题卷上写出具体的计算过程。

合成氨是重要的化学工业，为了研究合成氨的反应原理，在一密闭容器内充入1 mol N₂和2 mol H₂，在一定条件下，使之发生如下反应：N₂+3H₂   2NH₃。
Ⅰ：若维持温度不变，且密闭容器的容积固定为1 L。
(1) 当此反应经过2 min达到平衡状态时，测得反应混合物中NH₃的物质的量为0.2 moL，则H₂在2 min内的平均反应速率为__________________。
(2)如果开始时，向该容器内加入0.5 moL N₂，要使反应混合物中三种气体的物质的量分数仍与上述平衡时的完全相同，则还必须加入H₂ _______mol和NH₃ _______mol。
(3)如果开始时加入N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为a mol 、b mol 、c mol ，要使反应达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的物质的量分数仍与(1)平衡时完全相同，则a、b、c应满足的一般条件是（a、b分别用含c的方程式表示）                 。
Ⅱ：若温度维持不变，体系压强维持与Ⅰ相同，密闭容器的容积由1 L随反应进行而改变。
(4)开始时加入1 mol N₂和2 mol H₂，经过一段时间，容器中三种气体的物质的量分数不再发生变化时，则NH₃的物质的量为__________（选填一个编号）
(甲)大于0.2 mol     (乙)等于0.2 mol
(丙)小于0.2 mol     (丁)可能大于、等于或小于0.2mol
作出此判断的理由是__________________________________________。

反应SO₂(g)+ NO₂(g) SO₃(g)+NO(g) ,若在一定温度下，将物质的量浓度均为2mol/L的SO₂(g)和NO₂(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO₂(g)的转化率为50%，试求：在该温度下。
（1）此反应的平衡常数。
（2）若SO₂(g)的初始浓度增大到3mol/L, NO₂(g)的初始浓度仍为2mol/L，则SO₂(g)、NO₂(g)的转化率变为多少？

某恒温密闭容器发生可逆反应Z（?）+W（?）X（g）+Y（?） ΔH ，在t₁时刻反应达到平衡，在t₂时刻缩小容器体积，t₃时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中不正确的是  

A．Z和W在该条件下一定不为气态

B．t1～t2时间段与t3时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等

C．若在该温度下此反应平衡常数表达式为K＝c（X），则t1～t2时间段与t3时刻后的X 浓度相等

D．若该反应只在某温度T0以上自发进行，则该反应的平衡常数K随温度升高而增大

某工厂实验室用CO和H₂制备CH₃OH，其原理为：
CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g) △H < 0
试回答下列问题：
（1）若该反应在298K、398K时，化学平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁　　　　K₂（填“>”、“<”、“=”）
（2）在恒温恒容条件下，判断该反应达到化学平衡状态的是　　　　　　　　　　　

A．v正(H2)＝2 v正(CH3OH)	B．v正(H2)＝v正(CO)
C．容器内压强保持不变	D．混合气体的密度不变

（3）某温度下，向一定容积的密闭容器中充入CO和H₂，浓度分别为1mol/L和2mol/L，达到平衡时CO的浓度为0.6mol/L，试求该温度下的化学平衡常数。