高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

一定温度下，向a L密闭容器中加入2 mol NO₂(g)，发生反应：
2NO₂          2NO＋O₂，此反应达到平衡状态时的标志是(　　)

A．混合气体的颜色变浅

B．混合气体的密度不再变化

C．混合气中NO2、NO、O2物质的量之比为2：2：1

D．单位时间内生成2n mol NO，同时生成2n mol NO2

一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。下列描述正确的是(　　)

A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速 率为0.158 mol·(L·s)^-1

B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度 减少了0.79 mol·L^-1

C．反应开始到10 s，Y的转化率为79.0%

D．反应的化学方程式X(g)＋Y(g) z (g)

汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：
N₂(g) + O₂(g)  2NO(g) △H > 0
已知该反应在2404℃时，平衡常数K=64×10^-4。请回答：
（1）该反应的平衡常数表达式为                             。
（2）该温度下，向2L密闭容器中充入N₂和O₂各1mol，平衡时，N₂的转化率是     %
（保留整数）。
（3）该温度下，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为2.5×10^-1mol/L、4.0×10^-2mol/L
和3.0×10^-3mol/L，此时反应                         （填“处于化学平衡状态”、“向
正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”），理由是                         
（4）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是        （填字母序号）。

（5）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N₂和O₂，达到平衡状态后再向其中充入
一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的
体积分数       （填“变大、“变小”或“不变”）。

在恒温恒容条件下将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入密闭容器中，发生反应。反应中各组分浓度随时间变化关系如图。下列说法中，正确的是

A．a、b、c、d四个点中，只有b点的化学反应处于平衡状态

B．前10 min内用υ(NO2)表示的化学反应速率为0.04 mol/(L·min)

C．25 min时，导致平衡移动的原因是升高温度

D．a点，用υ(NO2)表示的化学反应速率等于用υ(N2O4)表示的化学反应速率

、能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
(1) 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）H₁
反应Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）H₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是       (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；
②下表所列数据是反应Ⅰ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

由表中数据判断H₁            ０(填“>”“=”或“<”)；
③某温度下，将２molCO和６molH₂充入２L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol·L^－1，则CO的转化率为       .
（2）合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应Ⅰ进行甲醇合成，T₄℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入CO、H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol·L^－^1）	0.2	0.1	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：v_正        v_逆（填“>”、“<”或“＝”)。
②若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c(H₂)＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率v(CH₃OH) ＝              mol·(L·min)^－1。
（3）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                      。

下列图示与对应的叙述相符的是

图a            图b             图c               图d

A．图a表示25℃时，用0.1 mol·L^-1盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L^-1NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化

B．图b中曲线表示反应2A(g) + B(g)2C(g) ΔH > 0，正、逆反应的平衡常数K随温度的变化

C．图c表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响，乙的压强比甲的压强大

D．据图d，若除去CuSO4溶液中的Fe^3+可向溶液中加入适量CuO至pH在4左右。

甲醇被称为2l世纪的新型燃料，工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O为原料来制备甲醇。
（1）将1．0 mol CH₄和2．0 mol H₂O（g）通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应：
CH₄（g）+H₂O（g）CO（g）+3H₂（g）……Ⅰ，CH₄的转化率与温度、压强的关系如右图。

已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,
①则用H₂表示的平均反应速率为_        。
②图中的P₁_      _P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃时平衡常数为_                   _。
③在其它条件不变时降低温度，逆反应速率将                               _        _（填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）在压强为0．1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）……Ⅱ。
④该反应的△H_         _0，△S_       _0（填“<”、“>”或“=”）。
⑤若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_                    _。
A．升高温度                             
B．将CH₃OH（g）从体系中分离出来
C．充入He，使体系总压强增大             
D．再充入1mol CO和3mol H₂
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l 实验编号	l T（℃）	l n （CO）/n（H2）	l P（MPa）
l ⅰ	l 150	l 1/3	l 0．1
l ⅱ	l _       _	l _       _	l 5
l ⅲ	l 350	l _       _	l 5

 

A．请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B．根据反应Ⅱ的特点，在给出的坐标图中，画出其在0．1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明各条曲线的压强。

（本题14分）工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：

（1）图l是反应时CO和CH3OH（g）的浓度随时问变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率        ；
（2）图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表使用催化剂后的能量变化。该反应的焓变是     （选填“△H<0”或“H>0”）反应，写出反应的热化学方程式     ；选择适宜的催化剂，     （填“能”或“不能”）改变该反应的反应热；
（3）该反应平衡常数K的表达式为      ，温度升高，平衡常数K     （填“增大”、“不变”或“减小”）；
（4）恒容条件下，下列措施中能使增大的          。 
a．升高温度；               b．充入He气
c．再充入1molCO和2mol H₂        d．使用催化剂

氮化硅（SiN4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2+6C+2N2            Si3N4+6CO。下列叙述正确的

A．在氮化硅的合成反应中，N2是还原剂，SiO2是氧化剂

B．上述反应中每生成1molSi3N4，N2得到12mol电子

C．若已知上述反应为放热反应，升高温度，其平衡常数增大

D．若使压强增大，上述平衡向正反应方向移动

在2L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：
2A（g）+B（g）2C（g）+D（s），达到平衡时，C的浓度为0.4mol·L^-1。
（1）温度不变，若缩小容器体积，则平衡     移动（填“正向”、“逆向”、“不”）。
（2）维持容器的温度和体积不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是0.4mol·L^-1的是      。

A．4molA+2molB	B．2molC+1molD
C．2molA+1molB+2molC+1molD	D．1molA+0.5molB+1molC+0.5molD

某温度下，在一容积固定的容器中，反应aA（g）+bB（g）hH（g）达到平衡后，A、B、H的物质的量分别为amol、bmol和hmol。已知a+b=2h，，若保持温度不变，将三者的物质的量增大一倍，则下列判断正确的是
A．平衡不移动            B．混合气体的密度不变
C．B的体积分数减少       D．amol/L＜c（A）＜2amol/L

在容积固定的密闭容器中充入一定量的X、Y两种气体，一定条件下发生可逆反应3X(g)+Y(g)2Z(g)，并达到平衡。已知正反应是放热反应，测得X的转化率为37. 5%，Y的转化率为25%，下列有关叙述正确的是

A．若X的反应速率为0.2 mol·L^－^1·s^－^1，则Z的反应速率为0.3 mol·L^－^1·s^－^1

B．若向容器中充入氦气，压强增大，Y的转化率提高

C．升高温度，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动

D．开始充入容器中的X、Y物质的量之比为2∶1

如图所示，当关闭K时，向A中充入4molX、14molY，向B中充入2molX、7molY，起始时V_（A）=V_（B）=a升，在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：2X(g)+2Y(g)Z(g)+2W(g) △H＜0。达到平衡（Ⅰ）时，B中密度变为原来的，试回答：

（1）设A、B两容器中化学平衡常数分别为K₁和K₂，则它们的大小关系是K₁____K₂（填“大于”或“等于”或“小于”）。
（2）B中X的转化率α(X)_B为        。
（3）A中Z和B中的W物质的量的比较：
n(Z)_A      n(W)_B（填“大于”或“等于”或“小于”）。
（4）打开K，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）时，B的体积为       升（用含a的代数式表示，连通管中气体体积不计）；在温度不变的情况下，要使B容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是                        。

恒温下,a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
（1）若反应进行到某时刻t时，n（N₂）="13" mol,n(NH₃)=" 6" mol,a=       。
（2）反应达到平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标准状况下），其中NH₃的含量（体积分数）为25%。计算平衡时NH₃的物质的量是            。
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比，下同），n(始)∶n(平)=_________。
（4）原混合气体中，a∶b=_________。  
（5）平衡混合气体中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃) =             

科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H₂(g)、CO(g)和CH₃OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol^-1、-283.0kJ·mol^-1和-726.5kJ·mol^-1。请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10 mol水消耗的能量是_____________kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为            ；
（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变得情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T₁、T₂均大于300℃）；

下列说法正确的是______（填序号）
①温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为 v(CH₃OH)= mol·L^-1·min^-1
②该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大
（4）在T₁温度时，将1molCO₂和3molH₂充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为               ；
（5）在直接以甲醇为燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为              、正极的反应式为                        。