高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

(16分)CH₄和CO₂反应可以制造价值更高的化学产品。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生反应：CO₂ (g)＋CH₄(g)  2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分的浓度为：

物 质	CH4	CO2	CO	H2
平衡浓度(mol·L^-1)	0.5	0.5	2.0	2.0

① 此温度下，该反应的平衡常数K=________(注明单位).
② 已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)    △H₁ kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g)     △H₂  kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g)            △H₃  kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g) 2CO(g)＋2H₂(g) 的 △H="_______" kJ·mol^－1
（2）用Cu₂Al₂O₄做催化剂，一定条件下,发生反应: CO₂+CH₄ CH₃COOH, 请回答:
①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。

250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____                        。
② 为提高上述反应CH₄的转化率，可采取的措施有                     (写2种)。
③Cu₂Al₂O₄可溶解在稀硝酸中，被氧化的元素为     ，每消耗3mol Cu₂Al₂O₄时被还原的HNO₃为    mol。
（3）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，
① 若寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是___。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在具有强氧化性的物质中寻找
c. 可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li₄SiO ₄可用于吸收、释放CO₂, 原理是: 500℃时，CO₂与Li₄SiO₄接触生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，该原理的化学方程式_____。

现有如图所示的转化关系，图中各物质均为常见物质，转化中有部分物质已省略。

上述物质中C是一种黑色磁性固体，F是极易溶于水且水溶液呈碱性的气体，H是红褐色沉淀，A、D、E均为单质，请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：A：                   、E                   
（2）写出④中生成H的非氧化还原反应的离子方程式：                                     
（3）在120℃、1大气压下将168gA和90gB放入1L，密封烧瓶中发生反应①，经过10min达到平衡，平衡后D的质量为4g（固体体积忽略不计），则用D表示10min内的平均反应速率为        ，该温度下此反应的平衡常数K=         ，B的转化率是             。

（1）已知：下列两个热化学方程式：Fe(s) + 1/2O₂(g) FeO(s) =－272.0KJ/mol
2Al(s) + 3/2O₂(g) Al₂O₃(s) =－1675.7KJ/mol 则Al(s)的单质和FeO(s)反应的热化学方程式是_                                           。
（2）右图表示在密闭容器中反应：2SO₂+O₂2SO₃; <0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，ab过程中改变的条件可能是        ；bc过程中改变的条件可能是                                 ；

（3）若增大压强时，将反应速度变化情况画在c—d处

(16分)在一定条件下，NO与NO₂混合可生成N₂O₃ ，反应的化学方程式为：
NO（g）+NO₂（g）N₂O₃（l） △H＜0
下图表示一定量的NO、NO₂混合气体发生反应时，N0₂浓度在前25s内的变化。该反应进行到45s时达到平衡，测得NO₂浓度约为0.010mol/L。

（1）前20s内,NO₂的平均反应速率为_________________。
（2）其他条件不变，①升高温度，NO₂的转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②压缩气体体积，该反应平衡向______   _移动(填“正向”或“逆向”)。
（3）若反应延续至70秒，请在答题卡图中画出25秒至70秒的反应进程曲线。
（4）若在反应开始时加入催化剂(其他条件都不变)，请在答题卡图中画出加催化剂后的反应进程曲线。
（5）NO、NO₂的混合气体用NaOH溶液吸收，得到的盐只有一种，则该反应的离子方程式为：______，该反应的氧化剂是______________。

(11分)高炉炼铁过程中发生的主要反应为：

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

Fe₂O₃(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO₂(g)．该反应在不同
温度下的平衡常数如下：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Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0 mol，反应经过10min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Fe的量      B增加Fe₂O₃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

钾是一种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为：Na（l）+ KCl（l）NaCl（l）+ K（g） ΔH＞0 该反应的平衡常数可表示为：K =" C(K)" 各物质的沸点与压强的关系见下表。

压强（kPa）	13.33	53.32	101.3
K的沸点（℃ ）	590	710	770
Na的沸点（℃ ）	700	830	890
KCl的沸点（℃ ）			1437
NaCl的沸点（℃ ）			1465

（1）在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为       ，而反应的最高温度应低于        ；
（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是                     （任写一条）；（3）常压下，当反应温度升高至 900℃ 时，该反应的平衡常数可表示为：K =           。

某化学反应2A(g) B(g)＋D(g)在三种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表：

实验	时间 浓度 温度	0	10	20	30	40	50	60
1	800℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800℃	c2	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	820℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内用A表示表示该反应的平均速率为_______
（2）在实验2，A的初始浓度c₂＝____mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是___________。
（3）比较实验3和1，则正反应是____反应（填吸热、放热）,理由是___________________

请结合化学反应原理回答下列问题：
（1）硫酸的产量通常用来衡量一个国家的化学工业发展水平，硫酸工业生产中涉及反应之一为：
2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，SO₂的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。

①压强：P₁            P₂（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②200℃下，将一定量的SO₂和O₂充入体积不变的密闭容器中，经10min后测得容器中各物质的物质的量浓度如下表所示:

气体	SO2	O2	SO3
浓度（mol/L）	0.4	1.2	1.6

能说明该反应达到化学平衡状态的是                                   。
a．反应速率υ(SO₂)＝υ(SO₃)
b．体系的压强保持不变
c．混合气体的密度保持不变
d．SO₂和O₂的体积比保持不变
计算上述反应在0～10min内，υ(SO₂)＝                              。
（2）SO₂与氢氧化钠溶液反应可以生成亚硫酸氢钠，已知25℃时，NaHSO₃的水解平衡常数＝1.0×10^－12mol/L，则该温度下H₂SO₃HSO₃^－＋H^＋的电离常数K_a＝____mol/L，若向H₂SO₃溶液中加入少量的I₂，则溶液中将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）工业制取硫酸还可以利用电化学原理：
①工业生产中用SO₂为原料制取硫酸可以利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的正极电极反应式_____________。
②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式_________。

在2L密闭容器中，充入a molN₂和b molH₂，在一定温度下N₂+3H₂2NH₃，达到平衡，容器中还剩余c molN₂，则平衡时N₂的转化率是    ，H₂的转化率是    ，容器中H₂的平衡浓度是  mol/L，该温度下平衡常数的数值为   。（用a、b、c表示出计算式即可）

一定条件下，某容积为1L的密闭容器中发生如下反应：C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂ (g)
（1）维持温度不变，向该容器中充入2 mol C(s)和2 mol H₂O(g)，达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为Mr，则Mr的范围为                  。
（2）在（1）中若充入的是2.5 mol CO(g)和4 mol H₂ (g)，达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为      ；若要求达到平衡后混合气体的平均相对分子质量始终大于该值，则充入的CO、H₂混合气体的总质量m和总物质的量n必须满足的关系为              。

反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答问题。

（1）该反应是         反应(填“吸热”或“放热”)；
（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率             (填“增大”“减小”“不变”)。
（3）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁和E₂的变化是：E₁           ，
E₂_____      (填“增大”“减小”“不变”)。

在450℃并有催化剂存在下，在体积为1L的密闭恒温容器中，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO₂+ O₂  2SO₃   

（1）已知：64g SO₂完全转化为SO₃会放出85kJ热量。 SO₂转化为SO₃的热化学方程式是         。
（2）该反应的化学平衡常数表达式K=           。
（3）降低温度，化学反应速率           。该反应K值将      。（填“增大”或“减小”或“不变”）
（4）450℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫与氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间段是          。
a．10-15min    b．15-20min    c．20-25min    d．25-30min
（5）据图判断，10min到15min的曲线变化的原因可能是        （填写编号）。
a．增加SO₃的物质的量   b．增大容器体积   c．降低温度    d．催化剂
（6）在15分钟时，SO₂的转化率是          。

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。一种工业合成氨的简式流程图如下：

（1）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS。一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
（2）步骤Ⅱ中制氢气的原理如下：
①CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)      ΔH＝＋206.4  kJ·mol^－1
②CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)      ΔH＝－41.2 kJ·mol^－1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H₂的百分含量，又能加快反应速率的措施是____________。（填序号）
a．升高温度 b．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H₂的产量。若1 mol CO和H₂的混合气体(CO的体积分数为20%)与H₂O反应，得到1.18 mol CO、CO₂和H₂的混合气体，则CO的转化率为____________。
（3）下图表示500 ℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。根据图中a点数据计算N₂的平衡体积分数：____________。

（4）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：
________________________________________________________________________。

一密封体系中发生下列反应：N₂ +3H₂ 2NH₃ +Q，下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图：

回答下列问题：
（1）处于平衡状态的时间段是______．
（2）t₁、t₃、t₄时刻体系中分别是什么条件发生了变化？
                  、               、                    
（3）下列各时间段时，氨的百分含量最高的是______．

A．t0～t1

B．t2～t3

C．t3～t4

D．t5～t6

在体积为1 L的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)，化学平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/℃	700	800	850	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K＝__________，升高温度，化学平衡向__________
（填“正反应”或“逆反应”）方向移动。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。
A  c(CO₂)＝c(CO)        B  K不变    C 容器中的压强不变
D．v_正(H₂)＝v_正(CO₂)    E．c(H₂)保持不变
（3）若某温度下，平衡浓度符合下列关系：c(CO₂)·c(H₂)＝c(CO)·c(H₂O)，此时的温
度为_____；在此温度下，若向该容器中投入1 mol CO₂、1.2 mol H₂、0.75 mol
CO、1.5 mol H₂O，则此时反应朝______方向进行（填“正反应”、“逆反应”）。