高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）根据右侧能量变化示意图；请写出NO₂和CO反应的热化学方程式____________。
（2）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应3A（s）＋4B（g）4C（g） △H>0 ，其平衡常数K与温度T的关系如下表：

①该反应的平衡常数表达式: K＝________________。
②试判断K₁____________K₂（填写“＞”，“＝”或“＜”）。
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 ___________ （填字母）。
a．容器内B、C的浓度之比为1︰1
b．v（B）_正＝v（C）_逆
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
（3）对反应N₂O₄（g）2NO₂（g） △H＞0，在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如右图所示，下列说法正确的是____________。

a．A、C两点的反应速率：A＞C
b．A、C两点的化学平衡常数：A＞C
c．A、C两点N₂O₄的转化率：A＞C
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（4）一定温度下，在l L密闭容器中充入1molN₂和3molH₂并发生反应。若容器容积恒定，10min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的7／8，则N₂的转化率a（N₂）＝___________，以NH₃表示该过程的反应速率v（NH₃）＝______________。

一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应．
（1）若某可逆反应的化学平衡常数表达式为：K=c(CO)×c(H₂)/c(H₂O)
（1）写出该反应的化学方程式：_______________；
（2）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．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

B．υ正（H2O）=υ逆（H2）

C．容器中气体的密度不随时间而变化

D．容器中总的物质的量不随时间而变化

E．消耗n mol H₂的同时消耗n mol CO
（Ⅱ）若该密闭容器中加入的是2molFe（s）与1mol H₂O（g），t₁秒时，H₂的物质的量为0.20mol，到第t₂秒时恰好达到平衡，此时H₂的物质的量为0.35mol．
（1）t₁～t₂这段时间内的化学反应速率v（H₂）=__________．
（2）若继续加入2mol Fe（s），则平衡____________移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），继续通入1mol H₂O（g） 再次达到平衡后，H₂的物质的量为____________mol．
（3）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如右图．t₁时改变了某种条件，改变的条件可能是__________（只要写其中一种答案即可）

（1）在一定条件下，将1.00molN₂(g）与3.00molH₂(g）混合于一个10.0L密闭容器中，在不同温度下达到平衡时NH₃(g）的平衡浓度如图所示。其中温度为T₁时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%。

（1）当温度由T₁变化到T₂时，平衡常数关系K₁          K₂（填“＞”，“＜”或“＝”），焓变△H         0。（填“＞”或“＜”）
（2）该反应在T₁温度下5.0min达到平衡，这段时间内N₂的化学反应速率为             。N₂的转化率
（3）T₁温度下该反应的化学平衡常数K₁＝               。
（4）500℃时,若测得高炉中c(N₂）=0．5mol/L，c(H₂）=0.5mol/L， c(NH₃）=0.5mol/L在这种情况下，该反应是否处于平衡状态______(填是或否）,此时反应速率是v正________v逆(填  >,  <,  =）.
（5）根据最新研究报道，在常温常压和光照条件下N₂在催化剂表面与水发生反应：
2N₂(g）＋6H₂O(l）＝4NH₃(g）＋3O₂(g），此反应的△S           0（填“＞”或“＜”）。
已知：①2CO(g）＋2NO(g）=N₂(g）＋2CO₂(g） △H=－a kJ·mol^-1
②2NO(g）＋O₂(g）=2NO₂(g） △H=－b kJ·mol^-1；
③CO的燃烧热△H =－c kJ·mol^-1。
写出消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO的反应的热化学反应方程式             

实验室中做如下实验：一定条件下，在容积为2.0L的恒容密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)；△H ＝QkJ/mol
（1）若A、B起始物质的量均为零，通入C的物质的量（mol）随反应时间（min）的变化情况如下表：

实验 序号		0	10	20	30	40	50	60
1	8 0 0 ℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	8 0 0 ℃	n2	0.60	0. 50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	8 0 0 ℃	n3	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	7 3 0 ℃	1.0	0.90	0.80	0.75	0.70	0.65	0.65

根据上表数据，完成下列填空：
①在实验1中反应在10至20min内反应的平均速率Vc=           实验2中采取的措施是          ；实验3中n₃          1.0 mol(填“＞、＝、＜”)。
②比较实验4和实验1，可推测该反应中Q          0（填“＞、＝、＜”)，
（2）在另一反应过程中A(g)、B(g)、C(g)物质的量变化如图所示，根据图中所示判断下列说法正确的是

a．10～15 min可能是升高了温度
b．10～15 min可能是加入了催化剂
c．20 min时可能缩小了容器体积
d．20 min时可能是增加了B的量
（3）一定条件下，向上述容器中通入5molA (g)和3molB(g)，此时容器的压强为P(始)。反应进行并达到平衡后，测得容器内气体压强为P(始)的 。若相同条件下，向上述容器中分别通入a molA(g)、b molB(g)、c molC(g)，欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为P(始)的 。
①a、b、c必须满足的关系是                     （一个用a、c表示，另一个用b、c表示）
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则a的取值范围是         

已知2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH=－a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
（1）比较a           b(填“>”“=”或“<”)。
（2）下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T₁          T₂(填“>”“=”或“<”)。

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×10^7	2.45×10^5	1.88×10^3

若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后, 吸收热量为c kJ,C的浓度       (填“>”“=”或“<”)ω mol/L,a、b、c之间满足何种关系       (用代数式表示)。
（3）在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是
A．4 mol A和2 mol B          B．4 mol A、2 mol B和2 mol C
C．4 mol A和4 mol B           D．6 mol A和4 mol B
（4）将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d          b(填“>”“=”或“<”)
（5）一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量            (填“不变”“变大”“变小”或“无法确定”)。

在一定温度下将3 mol CO₂和2 mol H₂混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：
CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)
（1）该反应的化学平衡常数表达式K＝________。
（2）已知在700 ℃时，该反应的平衡常数K₁＝0.6，则该温度下反应CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)的平衡常数K₂＝_____，反应CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)的平衡常数K₃＝________。
（3）已知在1 000 ℃时，该反应的平衡常数K₄为1.0，则该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
（4）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。

A．容器中压强不变

B．c(CO2)＝c(CO)

C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2

D．混合气体的平均相对分子质量不变

（5）在1 000 ℃下，某时刻CO₂的物质的量为2.0 mol，则此时v(正)________v(逆)(填“>”、“＝”或“<”)。该温度下反应达到平衡时，CO₂的转化率为________。

氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用。
（1）已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)  △ H＝+180.5kJ·mol^－1
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g) △H=－905 kJ·mol^－1
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   △H=－483.6kJ·mol^－1
则N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)的△H=_________________________。
（2）工业合成氨气的反应为N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)。在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后．改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是__________________。
①增大压强   ②增大反应物的浓度   ③使用催化剂  ④降低温度
（3）①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，画出反应及收集的简易装置实验室还可在           （填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
② 常温下氨气极易溶于水，溶液可以导电。氨水中水电离出的c(OH^－)          10^－7 mol·L^-1（填写“＞”、“＜”或“＝”）；
③ 将相同体积、PH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序
为                  。
（4）合成氨的原料氢气是一种新型的绿色能源，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行图所示实验：(其中a、b均为碳棒)。如图所示:

右边Cu电极反应式是                           
a电极的电极反应式                             

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）该反应为               反应（填“吸热”、“放热”）。
（2）能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．及时分离出CO气体
b．适当升高温度
c．增大CO₂的浓度
d．选择高效催化剂
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是            (多选不得分)。
A．容器中压强不变
B．混合气体中 c(CO)不变
C．_正(H₂)＝_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        ℃。
（5）若在（4）所处的温度下，在1L的密闭容器中，加入2molCO₂和3molH₂充分反应达平衡时，H₂的物质的量为                ，CO₂的物质的量为                。
A．等于1.0mol
B．大于1.0mol
C．大于0.5mol，小于1.0mol
D．无法确定

空气中CO₂的含量及有效利用，已经引起各国的普遍重视
Ⅰ: 目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) ，△H＝－49.0kJ/mol；测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图甲所示。

（1）前3min内，平均反应速率v(H₂)＝          mol·L^－1·min^－1。此温度下该反应的平衡常数为         （保留两位小数，注意要写单位）。
（2）下列措施中，既能使反应加快，又能使n(CH₃OH)／n(CO₂)增大的是             。
A．升高温度                          B．充入惰性气体
C．将H₂O(g)从体系中分离              D．再充入1mol H₂
（3）图乙中t₅时引起平衡移动的条件是               。（填序号）

A．升高温度     B．增大反应物浓度   C．使用催化剂    D．增大体系压强
（4）反应达到平衡后，若向反应体系再加入CO₂(g)、H₂(g) 、CH₃OH(g)、H₂O(g)各1mol，化学平衡            （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
Ⅱ:利用CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)将CO₂转化成燃料气。T℃时，在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH₄与CO₂，发生上述反应，吸收热量Q₁kJ，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示

（5）下列事实能说明该反应达到平衡的是(    )
a．CO的物质的量不再发生变化
b．混合气体的密度不再发生变化
c．v正（CO₂）=  2v逆（H₂）
d．混合气体压强不再发生变化
e．单位时间内生成n mol CH₄的同时消耗2n mol H₂
（6）据图可知P₁、P₂、P₃、P₄由小到大的顺序是                。
（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时通入物质的量均为0.1 mol的CH₄与CO₂，相同的温度下充分反应达到平衡后，放出热量Q₂ kJ，
则Q₁            Q₂（填 “>”“=”或“<”）
Ⅲ: 设反应①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g) 和反应②Fe(s)+H₂O(g)FeO(s)+H₂(g)的平衡常数分别为K₁、K₂，在不同温度下，  K₁、K₂的值如下表所示：

T(K)	K1	K2
973	1.47	2.36
1173	2.15	1.67

（8）现有反应CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，是                  （填“吸”或“放”）热反应。

二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用水煤气合成二甲醚，总反应为：3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=﹣246.4kJ/mol
（1）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是           （填字母代号）．
a．降低温度     b．加入催化剂      c．缩小容器体积    d．增加H₂的浓度     e．增加CO的浓度
（2）该反应的化学平衡常数表达式K=                ．温度升高平衡常数（填“变大”、“变小”、“不变”）
（3）在一体积可变的密闭容器中充入3mol H₂、3mol CO、1mol CH₃OCH₃、1mol CO₂，在一定温度和压强下发生反应：
3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．问：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v_（正）          v_（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。
②平衡时n（CH₃OCH₃）=          ，平衡时CO的转化率为            ．
③在该反应条件下能判断反应达到化学平衡状态的依据是       （填编号）．

A．v（CO）=3v（CO2）

B．生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2

C．c（CO2）=c（CO）

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．气体的密度不再改变
F．气体的总质量不再改变

硫-氨热化学循环制氢示意图如下：

（1）反应1的离子方程式为                         。
（2）反应2能量转化主要方式为                        。
（3）反应3中控制反应条件很重要，不同条件下硫酸铵分解产物不同。若在400℃时分解，产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体，A是空气中含量最多的单质，B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C能使品红溶液褪色。则400℃时硫酸铵分解的化学方程式为                       。
（4）反应4是由(a)、(b)两步反应组成：
H₂SO₄(l) =SO₃(g) +H₂O(g),H=+177kJ•mol^－1……(a)
2SO₃(g)2SO₂(g) + O₂(g)，H="+196" kJ•mol^－1……(b)
①则H₂SO₄(l)分解为SO₂(g)、O₂(g)及H₂O(g)的热化学方程式为：                    。
②在恒温密闭容器中，控制不同温度进行SO₃分解实验。以SO₃起始浓度均为cmol·L^－1，测定SO₃的转化率，结果如图，图中Ⅰ曲线为SO₃的平衡转化率与温度的关系，Ⅱ曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO₃的转化率。

i）图中点X与点Z的平衡常数K：K(X)         K(Z)（选填：＞，＜，＝）；
ii）Y点对应温度下的反应速率：v(正)         v(逆)（选填：＞，＜，＝）；
iii）随温度的升高，Ⅱ曲线逼近Ⅰ曲线的原因是：                       。

某温度下，将2molA和3molB充入体积为2L的密闭容器中进行化学反应：A(g）＋B(g） 2C(g）   △H< 0，反应进行到10s时达到平衡，此时测得C的物质的量为2.4mol。回答下列问题:
（1）0～10s内A的平均反应速率为               。
（2）反应达平衡时B在平衡混合气体中的体积分数为                 。
（3）平衡后，其他条件不变的情况下，将体积压缩到原来的1/2时，对反应产生的影响是              。
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正、逆反应速率都不变，平衡不移动，各物质物质的量不变
C．正、逆反应速率都增大，平衡不移动，B的物质的量浓度为1.8mol/L
D．正、逆反应速率都增大，平衡不移动，各物质的物质的量不变
（4）可以证明恒温恒容条件下该可逆反应已达到平衡状态的是          。
A．混合气体的密度不随时间而改变
B．混合气体的平均摩尔质量不随时间而改变
C．B和C在混合气体中的体积分数之比不随时间而改变
D．在隔热条件下，体系的温度不随时间而改变
（5）若在其他条件不变的情况下，采取下列措施反应达平衡C的百分含量不变的是          。
A．通入He气   B．使用催化剂
C．升高温度   D．再充入1molA和1.5molB
（6）若保持原温度和容器容积不变再向其中充入2molA和1molB，平衡常数将         （填“增大” “减小”或“不变”），整个过程中物质B的转化率为           。

二甲醚（CH₃OCH₃）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H₂、CO和少量的CO₂）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应： 甲醇合成反应：
（i）CO(g) + 2H₂(g) = CH₃OH(g)   △H₁ = -90.1kJ•mol^-1
（ii）CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)   △H₂  = -49.0kJ•mol^-1
水煤气变换反应：
（iii）CO(g) + H₂O(g) = CO₂(g) + H₂ (g)   △H₃  = -41.1kJ•mol^-1
二甲醚合成反应：
（iV）2 CH₃OH(g) = CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)   △H₄  = -24.5kJ•mol^-1
（1）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响                     。
（2）由H₂和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为                  根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响：             。
（3）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al₂O₃）、压强为5.0MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是：                           。

甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄ ( g ) + H₂O ( g )＝CO ( g ) + 3H₂ ( g )   △H ＝+206.0 kJ·mol^－1
II：CO ( g ) + 2H₂ ( g )＝CH₃OH ( g )  △H＝—129.0 kJ·mol^－1
（1）CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为                   。
（2）将1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O ( g )通入容积为100 L的反应室，在一定条件下发生反应I，测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如右图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为              。
②100℃时反应I的平衡常数为           。
（3）在压强为0.1 MPa、温度为300℃条件下，将a mol CO与3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下发生反应II生成甲醇，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是           (填字母序号)。

A．c ( H2 )减少

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH3OH 的物质的量增加

D．重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小

E．平衡常数K增大
（4）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

① 写出阳极电极反应式                      。
② 写出除去甲醇的离子方程式                。
③若右图装置中的电源为甲醇—空气—KOH溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式                 ，净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH            mol。

甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。工业生产甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g） ⇌CH₃OH（g） △H＝－90.8 kJ·mol^－1
（1）已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O   △H＝－571.6 kJ·mol^－1
H₂（g）+1/2O₂（g）=H₂O（g）  △H＝－241.8 kJ·mol^－1
则CH₃OH（g）＋O₂（g）=CO（g）＋2H₂O（g）的反应热△H＝            kJ·mol^－1。
（2）将1.0molCH₄和2.0molH₂O（g）通入容积为100L的反应室，在一定条件下发生反应：CH₄（g）+ H₂O（g）＝CO（g）+3H₂（g），测得在一定的压强下CH₄的转化率与温度的关系如图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min，则用H₂表示该反应的平均反应速率为                 。
②100℃时反应的平衡常数为                   。
（3）工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种：
①甲醇蒸汽重整法。该法中的一个主要反应为CH₃OH（g）  CO（g）＋2H₂（g），此反应能自发进行的原因是                     。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO₂—ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性（选择性越大，表示生成的该物质越多）影响关系如图所示。则当n（O₂）/n（CH₃OH）＝0.25时，CH₃OH与O₂发生的主要反应方程式为                ；在制备H₂时最好控制n（O₂）/n（CH₃OH）＝             。