高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

在2.00L的密闭容器中，反应2A（g）B（g）+ C（g）分别在三种不同实验条件下进行，但起始浓度相同，均为c(A)＝0.100mol/L、c(B)＝0.020mol/L及c(C)＝0.020mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示：

请回答下列问题：
（1）以下说法能说明该反应已达到平衡状态的是：            （填序号）
①c(A):c(B):c(C)=2:1:1
②v(A)=" 2" v(B)
③体系的压强不再改变
④A的质量分数不再改变
⑤混合气体的密度不再改变
（2）根据实验③回答：反应开始到4.0min时反应物A的转化率为           ，
B平均反应速率为             。
（3）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件是：
②                                               ；③                                                              。 
（4）实验①条件下该反应的化学平衡常数值是                。若实验①到达平衡后，维持体系温度不变，往容器中再投入0.028mol B和0.028mol C，求新平衡时体系中A的物质的量浓度。（写出计算过程）

在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L抽空的密闭容器中，发生反应：2NO₂N₂O₄。每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间/s	0	20	40	60	80
n(NO2)/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n(N2O4)/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

（1）在上述条件下，从反应开始直至20 s时，二氧化氮的平均反应速率为________mol/(L·s)。
（2）若在相同情况下最初向该容器充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是_________mol/L。假设在80s时达到平衡，请在右图中画出该条
件下N₂O₄和NO₂的浓度随时间变化的曲线。

（3）上述（2）达到平衡后四氧化二氮的转化率为_________，混合气体的平均摩尔质量为___________。
（4）达到平衡后，如向该密闭容器中再充入0.32molHe气，并把容器体积扩大为4L，则平衡将         （填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”）。

在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO₂（g）+O₂(g)  2SO₃(g)   ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是
 

A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高

D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高

氨的合成原理为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) ；△H=" —92.4" KJ·mol^—1。现在500℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各物质的物质的量变化如下图。回答下列问题：

（1）10 min内以NH₃表示的平均反应速率     ；
（2）在10 ~20 min内：NH₃浓度变化的原因可能是       ；

A．加了催化剂	B．缩小容器体积
C．降低温度	D．增加NH3物质的量

（3）第1次平衡的时间范围为：       ，第2次平衡的时间范围为：     ，第1次平衡：平衡常数K₁ =      （带数据的表达式），第2次平衡时NH₃的体积分数           ；
（4）在反应进行至25 min时：① 曲线发生变化的原因：      ② 达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K₂     K₁（填“大于”、“等于”、“小于”）

铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
（1）一定条件下，Fe与CO₂可发生反应：
2Fe(s)+3CO₂(g)Fe₂O₃(s)+3CO(g)
该反应的平衡常数(K ) 随温度(T ) 升高而增大。
①该反应的平衡常数K= ______。（填表达式）
②下列措施中，能使平衡时c(CO)／c(CO₂) 增大的是    (填标号)。

A．升高温度	B．增大压强
C．充入一定量CO	D．再加一些铁粉

（2）图1装置发生反应的离子方程式为                                         。

（3）图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液，乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO₄溶液。反应一段时间后，停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液，观察到石墨电极附近首先变红。

① 电源的M端为     极，甲烧杯中铁电极的电极反应为                    。
② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为                                     。
③ 停止电解，取出Cu电极，洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g，甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为      mL 。

工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO（g）+2H（g）CHOH（g）。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H和一定量的CO后，CO和CHOH（g）的浓度随时间变化。请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线______（填：a或b）表示使用了催化剂；该反应属于____________（填：吸热、放热）反应。
（2）下列说法正确的是____________________。

A．起始充入的CO为2mol

B．增加CO浓度，CO的转化率增大

C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态

D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小

（3）从反应开始到建立平衡，v（H）=__________；该温度下CO（g）+2H（g）CHOH（g）的化学平衡常数为____________________。若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线。要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P、P，且P<P）。

已知2A（g）＋B（g）2C（g），向容积为1L的密闭容器中加入0.050 mol A和0.025mol B，在500℃时充分反应，达平衡后测得c（C）="0.040" mol·L^-1，放出热量Q₁kJ。
（1）能说明上述反应已经达到化学平衡状态的是          （填写序号）；
a.v(C)=2v(B)              b.容器内压强保持不变
c.v_逆(A)=2v_正(B)           d.容器内气体的密度保持不变
（2）若在相同的容器中只加入0.050 mol C，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量Q₂kJ，则Q₁与Q₂之间的关系式可表示为                  （用含Q₁、Q₂的代数式表示）；
（3）500℃时，上述反应的化学平衡常数K=                        ；
（4）已知：K（300℃）＞K（350℃），该反应是            （填“放”或“吸”）热反应；若反应温度升高，A的转化率              （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（5）某温度下，A的平衡转化率（a）与体系总压强（P）的关系如图所示，平衡状态由a变到b时，化学平衡常数K（A）             K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）。

某条件下，在2L密闭容器中发生如下反应：2NO₂(g)2NO(g)＋O₂(g) △H>0。在三种不同条件下进行，其中NO、O₂的起始浓度都为0 mol/L，实验Ⅰ、Ⅱ反应温度相同，NO₂的浓度(mol·L^－1)随时间(min)的变化如图所示。请回答下列问题：

（1）请在图中标上对应的反应温度（800℃或850℃）。实验Ⅱ隐含的反应条件是_______________________。
（2）写出该反应的平衡常数表达式：K=______________。
（3）若实验Ⅰ中达平衡后，再向密闭容器中通入1mol NO₂与1mol NO混合气体（保持温度不变），则平衡将_________（填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”）
（4）一定条件下NO₂与SO₂可发生反应，其方程式为：
NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g) △H>0，将NO₂与SO₂以体积比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、混合气体的平均相对分子质量保持不变
（5）若改变条件，使平衡常数变大，该反应    　　  。
A、一定向正反应方向移动               B、在平衡移动时，正反应速率先增大后减小
C、一定向逆反应方向移动               D、在平衡移动时，逆反应速率先增大后减小

(9分) 向一体积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为t₂时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。
已知t₃－t₄阶段为使用催化剂；图1中t₀－t₁阶段c(B)未画出。

(1)若t₁＝15 min，则t₀－t₁阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)＝________。
(2)t₄－t₅阶段改变的条件为________，B的起始物质的量为________。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示：

t1～t2	t2～t3	t3～t4	t4～t5	t5～t6
K1	K2	K3	K4	K5

则K₁＝________(保留两位小数)，K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之间的关系为________(用“>”“<”或“＝”连接)。
(3)t₅－t₆阶段保持容器内温度不变，若A的物质的量共变化了0.01 mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，写出此温度下该反应的热化学方程式：________________________。
(4)在相同条件下，若起始时容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，达到平衡时体系中各物质的量与t₁时刻相等，a、b、c要满足的条件为________。

(8分)甲醇是一种很好的燃料，工业上用CH₄和H₂O(g)为原料，通过反应I和II来制备甲醇。
请回答下列问题：
(1)将1.0molCH₄和2.0molH₂O(g)通入反应室(容积为l00L)，在一定条件下发生反应：
cCH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)   I。
CH₄的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，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该反应的H       0。(填“<”、“>”或“=”)
(2)在压强为0.1MPa条件下，a molCO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) CH₃0H(g) H<0  Ⅱ。
①若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是        (填序号)。

A．升高温度	B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大	D．再充人lmolCO和3 mol H2

②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中。

实验编号	T(℃)	n(CO)／n(H2)	p(MPa)
l	150	1／3	0.1
2	n	1／3	5
3	350	m	5

a．上表中剩余的实验条件数据：n=         ，m=          。
b．根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强=       MPa。

直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂。
（1）用化学方程式表示S形成硫酸酸雨的反应方程式　　　　　　，　　　　　　。
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是                         。
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃²^﹣)，n(HSO₃^﹣)变化关系如下表:

n(SO3²^﹣):，n(HSO3^﹣)	91：9	1：1	1：91
PH	８.２	7.2	6.2

①上表判断NaHSO₃溶液显　　　　　　性，用化学平衡原理解释:　　　　　　　　　　　　　
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母):　　　　　　　　　　　　


（4）当吸收液的pH降至约为6时，送至电解槽再生。再生示意图如下:

①HSO₃^-在阳极放电的电极反应式是　　　　　　　　　　　　　　　。
②当阴极室中溶液PH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理:　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　。

t℃时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应3A（g）＋B（g）xC(g)，2min时反应到达平衡状态（温度不变），此时容器内剩余了0.8mol B,并测得C的浓度为0.4mol·L^-1。请填写下列空白：
(1)从反应开始到平衡状态，生成C的平均反应速率为____________________。
(2) x = ____。
(3)若向原平衡混合物的容器中再充入a molC, 在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n(B) = ___________mol。（用含a的代数式表示） 
(4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是______(填字母)。
A．均减半         B．均加倍        C．均增加0.4 mol     D．均减少0.4 mol
(5)如果上述反应在相同温度和容积的容器中进行，起始加入3 molA和3mol B,达到平衡时A的体积分数为a%。其它条件不变时,按下列配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a%的是             (填字母)。
A．2 molC　　　　　          B．1molA、3molB和4molC
C．1mol B和4molC　　　　　   D．6molA和2molB

(15分)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS₂)来制取硫酸，实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe₂O₃及少量FeS、SiO₂)制备绿矾．
⑴SO₂和O₂反应制取SO₃的反应原理为：2SO₂+O₂2SO₃，在一密闭容器中一定时间内达到平衡．
①该反应的平衡常数表达式为：                  ．
②该反应达到平衡状态的标志是       ．
A．v(SO₂)=v(SO₃)        B．混合物的平均相对分子质量不变
C．混合气体质量不变    D．各组分的体积分数不变
⑵某科研单位利用原电池原理，用SO₂和O₂来制备硫酸，装置如图，电极为多孔的材料能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触．
 
①B电极的电极反应式为              ；
②溶液中H⁺的移动方向由     极到     极；(用A、B表示)
⑶测定绿矾产品中含量的实验步骤：
a．称取5.7 g产品，溶解，配成250 mL溶液
b．量取25 mL待测液于锥形瓶中
c．用硫酸酸化的0.01 mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积40 mL
根据上述步骤回答下列问题：
①滴定时发生反应的离子方程式为(完成并配平离子反应方程式)．
  Fe²⁺+  +            ——  Fe³⁺+  Mn²⁺+          
②用硫酸酸化的KMnO₄滴定终点的标志是               ．
③计算上述产品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为           ．

(8分)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            。
a、容器中压强不变              b、混合气体中 c（CO）不变
c、v_正（H₂）＝v_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          ℃。

(9分)工业上以黄铁矿为原料生产硫酸，其中重要的一步是催化氧化(生产中保持恒温恒容条件)：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol^－1
(1)生产中为提高反应速率和SO₂的转化率，下列措施可行的是            。
A．向装置中充入O₂             B．升高温度
C．向装置中充入N₂             D．向装置中充入过量的SO₂
(2)恒温恒压，通入3mol SO₂和2mol O₂ 及固体催化剂，平衡时容器内气体体积为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为 5mol SO₂(g)、3.5 mol O₂(g)、1mol SO₃(g)，下列说法正确的是         
A．第一次平衡时反应放出的热量为294.9kJ 
B．两次平衡SO₂的转化率相等
C．两次平衡时的O₂体积分数相等          
D．第二次平衡时SO₃的体积分数等于2/9
(3)500 ℃时将10 mol SO₂和5.0 mol O₂置于体积为1Ｌ的恒容密闭容器中，SO₂转化为SO₃的平衡转化率为0.95。则500℃时的平衡常数K=          。
(4)550 ℃，A、B表示不同压强下的平衡转化率(如图)，通常工业生产中采用常压的原因是          ，
并比较不同压强下的平衡常数：K(0.10 MPa)    K(1.0 MPa)。