高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

Ⅰ．在一定温度下，将气体X和气体Y各0．16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) △H < 0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：

t/min	2	4	7	9
n(Y)/mol	0．12	0．11	0．10	0．10

（1）反应前2 min的平均速率ν(Z)=        ，该温度下此反应的平衡常数K=         
（2）其他条件不变，若降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)     ν(正)（填“>”，“<”或“=”）
（3）其他条件不变，若再充入0．2 mol Z，平衡时X的体积分数         （填“增大”，“减小”或“不变”）
Ⅱ．下图中X是一种具有水果香味的合成香料，A是直链有机物，E与FeCl₃溶液作用显紫色。

请根据上述信息回答：
（1）H中含氧官能团的名称是____     ____，B→I的反应类型为___           _____。
（2）只用一种试剂鉴别D、E、H，该试剂是____               ____。
（3）H与J互为同分异构体，J在酸性条件下水解有乙酸生成，J的结构简式为__       ______。
（4）D和F反应生成X的化学方程式为______                         _________。

氮的固定是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I．自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N₂与O₂反应生成NO。
（1）反应需要在闪电或极高温条件下发生，说明该反应_________。（填字母）
A．所需的活化能很高            B．吸收的能量很多
（2）在不同温度下，反应N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)的平衡常数K如下表：

温度/℃	1538	1760	2404
平衡常数K	0.86×10^－4	2.6×10^－4	64×10^－4

该反应的ΔH     0。（填“>”、“=”或“<”）
II．最近一些科学家研究用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）实验氮的固定——电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为：N₂+3H₂2NH₃。则在电解法合成氨的过程中，应将H₂不断地通入______极（填“阴”或“阳”）；向另一电极通入N₂，该电极的反应式为__________________。
III．据报道，在一定条件下，N₂在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为NH₃，相应的反应方程式为：2N₂(g)+6 H₂O (g)4NH₃(g)+3O₂(g)  ΔH＝Q kJ/mol
（1）上述反应的平衡常数表达式为_______________。
（2）取五份等体积N₂和H₂O的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示，

则上述反应的Q ________0（填“＞”、“＜”或“=”）。

甲醚（CH₃OCH₃）被称为21世纪的新型燃料，它清洁、高效、具有优良的环保性能，甲醚是一种无色气体，具有轻微的醚香味，其燃烧热为1455 kJ／mol，甲醚可作燃料电池的燃料。
（1）写出甲醚燃烧的热化学方程式                                       ；已知H₂（g）和C（s）的燃烧热分别是285.8 kJ·mol^-1、393.5 kJ·mol^-1；计算反应4C（s）+6H₂（g）+O₂（g）==2CH₃OCH₃ （g）的反应热为                 ；
（2）工业上利用H₂和CO₂合成二甲醚的反应如下：6H₂（g）+2CO₂（g）CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g） △H＜0
①一定温度下，在一个固定体积的密闭容器中进行该反应．下列能判断反应达到化学平衡状态的是
______（选填编号，注意大小写）
a．c（H₂）与c（H₂O）的比值保持不变  
b．单位时间内有2mol H₂消耗时有1mol H₂O生成
c．容器中气体密度不再改变
d．容器中气体压强不再改变
②温度升高，该化学平衡移动后到达新的平衡，CH₃OCH₃的产率将
________（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），混合气体的平均式量将__________；
（3）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。该电池的负极反应式为____________________；
（4）用（3）中的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：

请写出电解过程中Y电极附近观察到的现象                               ；当燃料电池消耗2.8 LO₂（标准状况下）时，计算此时：NaCl溶液的pH=          （假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出）。

（共16分）
Ⅰ．(10分)已知2A(g)+B(g)   2C(g)；△H=－a kJ／mol(a>0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA和1molB，在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为w mol／L,放出热量b kJ。
（1）比较a         b( 填 > 、 = 、 < )
（2）若在原来的容器中，只加入2mol C，500℃时充分反应达平衡后，吸收热量ckJ，C物质的浓度    (填>、=、<)w mol/L，a、b、c之间满足的关系式为                      (用含a、b、c的代数式表示)。
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是               。
a、V(C)=2V(B)；        b、容器内压强保持不变 
c、V逆(A)=2V正(B)     d、容器内的密度保持不变
（4）若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，起始时加入2molA和lmolB，500℃时充分反应达平衡后，放出热量d kJ，则d     b ( 填 > 、 = 、 < )，
Ⅱ.用吸收H₂后的稀土储氢合金作为电池负极材料（用MH表示），
NiO（OH）作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：
NiO(OH)＋MHNi(OH)₂＋M
（1）电池放电时，负极的电极反应式为_______                                    
（2）充电完成时，Ni（OH）₂全部转化为NiO（OH）。若继续充电将在一个电极产生O₂，O₂扩散到另一个电极发生电极反应被消耗，从而避免产生的气体引起电池爆炸，此时，阴极的电极反应式为________。

2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO (g) 2CO₂ (g) +N₂ (g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。
据此判断：
①该反应的平衡常数表达式为                          。
②该反应的ΔH       0（选填“＞”、“＜”）。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在右
图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
CH₄(g)＋2NO₂(g) = N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)       =－867kJ·mol^－1
2NO₂(g)  N₂O₄(g)              =－56.9kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式                   。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。

写出上述光电转化过程的化学反应方程式            。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是  (填a→b或b→a)。

已知一定温度和压强下，在起始容积为V L的容器中充入1 mol A和1 mol B，保持恒温恒压下反应：A(g)＋B(g)  C(g)  △H＞0。达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答：
（1）升温时，C的反应速率          （填“加快”、“减慢”或“不变）。
（2）若使温度、压强在上述条件下恒定不变，平衡时在密闭容器中继续充入2 mol A和2 mol B，则反应再次达到平衡时，C的体积分数是        
（3）若反应在恒温恒容条件下进行并达到平衡，保持其他条件不变，向容器中通入稀有气体，请在右图中画出通入稀有气体后的正逆反应速率随时间的变化图像，并标出v(正)、v(逆)及其关系。

(10分)硫酸工业中SO₂转化为SO₃是重要的反应之一，在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO₂和2molO₂发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，SO₂的转化率随温度的变化如下表所示：
温度（℃）          450     500     550      600
SO₂的转化率（%）   97.5     95.8      90.50     80.0
（1）由表中数据判断H       0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（2）能判断该反应已达到平衡状态的依据是           （填序号）。
a．混合气体中各组分的质量不变  
b．c(SO₂)=c(SO₃)  
c．v正(SO₃)=2v逆(O₂)
（3）某温度下经2min反应达到平衡后c(SO₂)=0.08mol/L，则：
①0~2min之间，O₂的平均反应速率是          。②此时的温度是       ℃。
③此温度下的平衡常数K=       （可用分数表示）。

(10分) 氨的合成是重要的一项化工生产。已知合成氨有关能量变化的图像如图1。

（1）反应 N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)   △H＝           ；
（2）化学反应可视为旧健断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）的能量。现提供以下化学键的键能（kJ·mol^-1）：H—H：436，N≡N：946，则N—H的键能是     kJ·mol^-1;
（3）在一定条件下按图2实线I进行，改变某条件按图2虚线II进行，则该条件可能是                                           ；
（4）在一个密闭容器中加入1molN₂、3mol H₂，一定条件下充分反应，其热效应始终小于92 kJ,请说明原因                                              ；
（5）在一个密闭容器中加入amolN₂、bmol H₂，达到平衡时n(N₂):n(H₂)=1:3，则a:b=    。

(6分)工业上常用天然气作为制备CH₃OH的原料。已知：
①CH₄(g)+O₂(g)CO(g)+H₂(g)+H₂O(g)   △H=－321.5 kJ/mol
②CH₄(g)+ H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)     △H=＋250.3 kJ/mol
③CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)           △H=－90.0 kJ/mol
（1）CH₄(g)与O₂(g)反应生成CH₃OH(g)的热化学方程式为_____________。
（2）向V L恒容密闭容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在不同压强下合成甲醇。CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示：

①压强P₁____P₂（填“＜”、“＞”或“＝”）
②在100℃、P₁压强时，平衡常数为________(用含a、V的代数式表示)。

写出下列反应的热化学方程式
（1）在25℃，101 Kpa 下1 mol 乙醇（C₂H₅OH）完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为1366.8 kJ，试写出表示乙醇燃烧的热化学方程式：____                           
（2）肼（N₂H₄）又称联氨，是一种可燃性液体，其燃烧热较大且燃烧产物对环境无污染，故可以用作火箭燃料。已知：N₂（g）+2O₂ (g)=2NO₂（g） △H=+67.7kJ／mol
2N₂H₄（g）+2NO₂ (g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H= 一1135.7kJ/ mol
则肼完全燃烧的热化学方程式为                             。
（3）高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：
FeO(s)+ CO(g)=" Fe(s)+" CO₂(g)  △H>0。
①此反应的平衡常数表达式为                ；
②温度升高平衡常数K值       （填“增大”、“减小”、或“不变”）
③已知1100℃时，K= 0.263，此时测得高炉中c(CO₂)= 0.025mol/L，c(CO)= 0.1mol/L，在这种情况下，该反应     （填“是”或“不是”）处于化学平衡状态，此时化学反应速率是v正     v逆（填“<”、“>”或“=”）。

(6分)请回答下列问题：
（1）在一定温度下，下列叙述是可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡的标志的是    
①C的生成速率与C的分解速率相等；
②单位时间生成amol A，同时生成3amol B；
③A、B、C的浓度不再变化；
④A、B、C的分子数目比为1:3:2 ；
⑤混合气体的总压强不再变化；
⑥混合气体的物质的量不再变化；
⑦单位时间消耗amol A，同时生成3amol B；
⑧单位时间内生成a mol C，同时生成 mol B
（2）在稀氨水中存在下述电离平衡NH₃+H₂O NH₃ ·H₂O NH₄⁺+OH^-，分别加入少量下列物质，溶液中c(OH^-)如何变化？(填“增大”、“减小”或“不变”)；平衡移动方向如何？(填“正向移动”或“逆向移动”)

加入的物质	少量NH4Cl固体	少量KOH溶液
c(OH^-)的变化
平衡移动方向

 

(12分)恒温下，将a mol O₂与bmol SO₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
O₂ (g) + 2SO₂(g)2SO₃(g)
（一）①若反应达平衡时，n(O₂) = 4mol，n(SO₃) = 4mol,计算a的值为    。
②平衡时总体积在标准状况为313.6L，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) =    。
③达到平衡时，O₂和SO₂的转化率之比，α(O₂)∶α (SO₂)=    。
（二）若起始将6mol O₂、b mol SO₂和1 molSO₃通入上反应容器中，起始反应向正方向进行，使反应达到平衡时容器中气体的物质的量为12mol。则b的取值范围是    。

在2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4
n(NO)(mol)	0.020	0.01	0.008	0.007	0.007

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=                        。
已知：＞，则该反应是        热反应。
（2）图中表示NO₂的变化的曲线是                     ；用O₂表示从0~2 s内该反应的平均速率v=             ；

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是                  。
a．v(NO₂)=2v(O₂)             b．容器内压强保持不变
c．v_逆(NO)=2v_正(O₂)           d．容器内密度保持不变
（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是          。
a．及时分离除NO₂气体           b．适当升高温度
c．增大O₂的浓度                d．选择高效催化剂

(12分)
向一个固定体积的密闭容器充入2 mol A和1 mol B，发生如下反应：
2A(g) + B(g)3C(g) + D(g)，2分钟后，反应达到平衡，C的浓度为1．2 mol/L。
（1）平衡后继续向容器中充入惰性气体，平衡_________移动。（填“正向”，“逆向”，“不”）
（2）用A表示2分钟内平均反应速率               ，A在第1分钟平均速率     第2分钟平均速率（填“<”、“>”、“=”）。
（3）容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量减小，则正反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。
（4）为了增大B的转化率，可采取的措施是_________（用序号填空）
①加入A      
②加入B       
③加压      
④再加入1．6 mol A+ 0．8 mol B  
⑤将C分离出容器
（5）体积可变，维持容器压强和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1．2 mol/L的是_________（用序号填空）
①4 mol A + 2 mol B     
②3mol C + 1 mol D + l mol B
③3 mol C + 2 mol D      
④1．6 mol A+ 0．8 mol B + 0．6 mol C + 0．2 mol D

用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g) △H="Q" kJ·mol^－1。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝             ，T₁℃时，该反应的平衡常数表达式K＝     。
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，
根据上表中的数据判断改变的条件可能是            (填字母编号)。
a．加入合适的催化剂              b．加入一定量的活性炭
c．通入一定量的NO               d．适当缩小容器的体积
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：1，Q      0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是        (填选项编号)。
a.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO₂(g)
b.混合气体的平均相对分子质量不再改变
c.反应体系的压强不再发生改变
d.混合气体的密度不再发生改变