高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响计算题

某温度下，在装有催化剂的容积为2 L的反应容器中，充入SO₂和O₂各4 mol ，充分反应5 min后达到平衡，测得反应容器内混合气体的压强为原来的80 %。回答下列问题：
（1）用O₂的浓度变化表示该反应的化学反应速率。
（2）求SO₂的转化率。
（3）求该反应的平衡常数。

已知2SO₂(g)+ O₂(g)2SO₃(g) △H<0，温度一定，体积为3L的密闭容器中，投入2 mol SO₂和1 molO₂，2min反应达平衡时，容器中有1.2 mol SO₃，放出热量118.2kJ，试计算：
（要求写计算过程）
（1）写出该反应的热化学方程式。
（2）该反应中SO₂的转化率是多少？
（3）反应2分钟，以O₂表示的平均反应速率为多少？
（4）计算达平衡后SO₂的质量分数为多少？

将4mol SO₂与2molO₂放入4L的密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡：2SO₂+O₂2SO_3，测得平衡时SO₃的浓度为0．5mol/L，求：
（1）平衡时各反应物的浓度；
（2）平衡时SO₂的转化率；
（3）该条件下的平衡常数K

碳及其化合物有广泛的用途。
（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) ΔH=" +131.3" kJ•mol^-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是         。(填序号)

A．升高温度

B．增加碳的用量

C．加入催化剂

D．用CO吸收剂除去CO

（2）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=         
（3）CO与H₂在一定条件下可反应生成甲醇，CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为：                         。
若用该电池提供的电能电解60mL NaCl溶液，设有0.01molCH₃OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl₂全部溢出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH=                
（4）将一定量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：
CO(g)＋H₂O(g)        CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下数据：

温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol[学科	达到平衡所x需时间/min
H2O	CO	H2	CO
900	1.0	2.0	0.4	1.6	3.0

 
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)　　　　　　　　　　。
改变反应的某一条件，反应进行到tmin时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为（用一个离子方程式表示）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝-92.4kJ•mol^-1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图。
不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图1。

图1                                        图2
请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为                 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

一定条件下1molN₂和4mol H₂通入到V升的容器中发生反应，反应前容器中的压强为P,保持温度和体积不变，10min后反应达到平衡，此时容器内混合气体平均相对分子质量为9,试求
（1）平衡时，体系内压强为多少?
（2）平衡时，氨气的体积分数为多少?

一定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)，已知CO（g）和H₂O(g)的起始浓度均为2mol·L^-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K=1，试判断：
（1） 当CO转化率为25%时，该反应是否达到平衡，若未达到，向哪个方向进行？
（2）当CO的起始浓度仍为2mol·L^-1，H₂O(g)的起始浓度为6mol·L^-1，求平衡时CO的转化率？

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：
CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ   CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ……Ⅱ。
（1）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入容积为100L反应室，在一定条件下发生反应I，CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。

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℃时平衡常数的值为           。
（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，自发反应Ⅱ，生成甲醇。
③该反应的△H    0；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
C．充入He，使体系总压强增大	D．再充入1mol CO和3mol H2

④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表中。

实验编号	T(℃)	n(CO)/n(H2)	P（Mpa）
i	150	1/3	0.1
ii			5
iii	350		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，补画出在5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图，并标明压强。

消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题。
（1）汽车内燃机工作时发生的反应N₂(g) + O₂(g)2NO(g)，生成的NO是汽车尾气的主要污染物。T ℃时，向5L密闭容器中充入6.5 molN₂和7.5 molO₂，在5 min时反应达到平衡状态，此时容器中NO的物质的量是5 mol（不考虑后续反应）。则：
①5 min内该反应的平均速率ν(NO) =                ；在T ℃时，该反应的平衡常数K =                。
② 反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是       （填序号）。
a．混合气体的密度         b．混合气体的压强
c．正反应速率             d．单位时间内，N₂和NO的消耗量之比
（2）用H₂或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知：2NO(g) = N₂(g) + O₂(g)   △H =" —180.5" kJ·mol^－1
2H₂O(l) =2H₂(g) + O₂(g)    △H =" +571.6" kJ·mol^－1
则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式是
                                                                       。
（3）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，反应2NO(g) + 2CO(g) 2CO₂(g) + N₂(g) 中，NO的浓度[c(NO)]随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

① 该反应的H       0 （填“＞”或“＜”）。
②若催化剂的表面积S₁＞S₂ ，在右图中画出c(NO) 在T₁、 S₂ 条件下达到平衡过程中的变化曲线（并作相应标注）。

在密闭容器中充入A（g）和B（g），它们的初始浓度均为2mol•L^﹣1，在一定条件下发生反应：A（g）+B（g）⇌2C（g），该温度下，此反应的平衡常数为4，则A的转化率为多少？

CH₄(g)+2NO₂(g)N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  ΔH=−867 kJ·mol^－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃时，分别将0.50 molCH₄和a molNO₂充入1L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：

实验编号	温度	时间	0	10	20	40	50
1	130℃	n（CH4）/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
2	180℃	n（CH4）/mol	0.50	0.30	0.18		0.15

 
（1）开展实验1和实验2的目的是                                         。
（2）180℃时，反应到40min，体系    （填“是”或“否”）达到平衡状态，理由是                                               ；CH₄的平衡转化率为       。
（3）已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。（写出计算过程）
（4）一定条件下，反应时间t与转化率μ（NO₂）的关系如图所示，请在图像中画出180℃时，压强为P₂（设压强P₂＞P₁）的变化曲线，并做必要的标注。

（5）根据已知求算：ΔH2=                   。
CH₄(g)+4NO₂(g) 4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)    ΔH1=−574 kJ·mol^－1
CH₄(g)+4NO(g) 2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)    ΔH2

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式，并在方框内填上系数。
□C+□KMnO₄+□H₂SO₄ =□CO₂↑+□MnSO₄ +□K₂SO₄+□        
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g），得到如下二组数据：

实验组	温度℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3

 
①实验1条件下，反应从开始至达到平衡，以v(CO₂)表示的平均反应速率为          （保留小数点后二位数，下同）。
②实验2条件下平衡常数K=____  _____，该反应为          （填“吸热”或“放热”）反应。
（3）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) +3O₂(g)＝2CO₂(g)+4H₂O(g)  ΔH₁＝－1275.6 kJ／mol
② 2CO (g)+ O₂(g)＝2CO₂(g)   ΔH₂＝－566.0 kJ／mol 
③ H₂O(g)＝H₂O(l)  ΔH₃＝－44.0 kJ／mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式：                                     。
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置。

①该电池正极的电极反应式为：                       ；
②该电池工作时，溶液中的OH^－向______（填“正”或“负”）极移动。

㈠已知：2H₂ ( g ) + O₂ ( g ) = 2H₂O ( l )；  △H = －571.6kJ/mol
CH₄ ( g ) + 2O₂ ( g ) = 2H₂O ( l ) + CO₂ ( g )；  △H = －890 kJ/mol
标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2 L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为203.32kJ，试求混合气体中甲烷和氢气体积比。
（二）在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2mol气体M和3mol气体N混合，发生如下反应：2M(g)+ 3N(g)Q(g)+3R(g)，经2min达平衡，生成2.4molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L。求：
（1）用气体M来表示该反应的化学反应速率是多少？
（2）反应前后的压强比？
（3）N的转化率是多少？
（4）平衡时气体Q所占的体积分数为多少？

恒温下，将a molN₂与b molH₂的混合气体通入10L 固定容积的密封容器中，发生如下反应: 
N₂（g) +3H₂（g)2NH₃（g)
（1）若反应进行到10 min时，n （N₂) =" 10" mol，n （NH₃) =" 6" mol，计算a的值以及用氢气表示的反应的平均速率。
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标准状况下)，其中所含氨气的体积分数为25%，计算平衡时氨气的物质的量以及氢气的转化率。

(11分)恒温、恒压的条件下，将N₂和H₂按体积比1：3混合充入一密闭容器中，发生下列反应 N₂ + 3 H₂2NH₃，达平衡时，测得气体体积为起始气体体积的0.75倍，求：（1）平衡时N₂的转化率;
（2）平衡时混合气体中NH₃的体积分数;
（3）平衡时混合气体的相对分子质量与起始气体的相对分子质量之比.
（请写出计算过程）

“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO₂是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO₂是解决温室效应的有效途径。
（1）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L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
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

 
① 实验1条件下平衡常数K=     （保留小数点后二位数字）。
② 实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值    （填具体值或取值范围）。
③ 实验4，若900℃时，在此容器中加入10molCO、5molH₂O、2molCO₂、5molH₂，则此时v(正)     v(逆)（填“<”、“>”、“=”）。
（2）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其K_sp=2.8×10^—9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^—4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为   。
（3）已知BaSO₄(s) + 4C(s) ="4CO(g)" + BaS(s)  △H₁ =+571.2kJ/mol，
BaSO₄(s) + 2C(s) = 2CO₂(g) + BaS(s)  △H₂="+226.2" kJ/mol。
则反应C(s) + CO₂(g) = 2CO(g)的△H₃=      kJ/mol。
（4）寻找新能源是解决温室效应的一条重要思路。磷酸亚铁锂LiFePO₄是一种新型汽车锂离子电池，总反应为：FePO₄+Li        LiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li⁺，则该电池放电时的正极和负极反应式分别为：                和                 。若用该电池电解蒸馏水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有3360mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为       。(Li的相对原子质量约为7.0)