高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

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（选填“吸热”、“放热”）。
（2）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)
（3）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_______℃。
（4）1200℃时，某体系中CO₂、H₂、CO、H₂O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L，则此时上述反应的方向为____________。（选填“正向”“逆向”或“不移动”）。

二甲醚是重要的有机中间体，利用二氧化碳加氢合成二甲醚能变废为宝，且可替代汽油作为新型清洁燃料。常温常压下，二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳：
①CO₂ (g)＋3H₂(g)＝CH₃OH(l)＋H₂O(l)   ΔH₁＝－55.7 kJ/mol
②2CH₃OH(l) ＝CH₃OCH₃(g)＋H₂O (l)  ΔH₂＝－23.4 kJ/mol
③CO₂ (g)＋H₂(g) ＝CO(g) + H₂O (l)   ΔH₃
④H₂O (l) = H₂O (g)   ΔH₄＝+ 44.0 kJ/mol
（1）已知反应CO₂ (g)＋H₂(g) ＝CO(g) + H₂O (g)  ΔH，中相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	CO	H-O	C-H	C=O
E/(kJ·mol^-1)	436	1076	465	413	745

由此计算ΔH=______________，则ΔH₃ =________________。
（2）CO₂(g)加氢转化为CH₃OCH₃(g)和H₂O(l)的热化学方程式是_______________________。
（3）合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂，硅铝比例不同，生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示，图中A点和B点的平衡常数比较：

K_A________K_B（填“>、=、<”）。根据以上两条曲线，写出其中一条变化规律：___________________。
（4）常温常压下，向一个2.00 L的密闭恒容容器中加入等量2.00 mol二氧化碳和氢气，平衡时二甲醚的浓度为0.150 mol/L，计算此时二氧化碳的转化率及该反应的平衡常数，要求写出计算过程（计算结果保留3位有效数字）。

（1）工业上常用 CO₂和 NH₃通过如下反应合成尿素[CO(NH₂)₂]。
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(g)+H₂O(g) △H＜0
t℃时，向容积恒定为 2L的密闭容器中加入 0.10 molCO₂和 0．40 molNH₃， 70 min 开始达到平衡。反应中 CO₂ (g)的物质的量随时间变化如下表所示：

时间/min	0	20	70	80	100
n(CO2)/mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①70 min 时，平均反应速率 υ(CO₂)= mol/(L·min)。
②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050 mo1CO₂和0.20 molNH₃， 重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将___________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③上述可逆反应的平衡常数为_________(保留一位小数)。
④下图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH₂)₂〕的碱性溶液 制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为__________________。

（2）CH₄燃料电池，装置示意如图(A、B为多孔性碳棒)。

持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。当0<V≤44.8 L 时，电池总反应方程式为______________。

雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 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)= 2C0₂ (g)+N₂ (g) △H＜0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变，仅在反应前加人合适的催化剂，则其速率时间图像如右图中右图所示。

以下说法正确的是               (填对应字母)。

A．a1＞a2	B．b1＜b2
C．t1＞t2	D．右图中阴影部分面积更大

E．左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是           (填代号)。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。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。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g) = N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)   △H="-867" kJ/mol
2NO₂(g)= N₂O₄(g)  △H="-56.9" kJ/mol
H₂O(g) = H₂O(l)  △H ="-44.0" kJ/mol
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O（1）的热化学方程式：                。
（3）CH₄和H₂O(g)在催化剂表面发生反应CH₄+H₂OCO+3H₂ ，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

①该反应是               反应(填“吸热”或“放热”)。
②T℃时，向1L密闭容器中投入1mol CH₄ 和1mol H₂Og)，平衡时C(CH₄)=0．5 mol·L^- ,该温度下反应CH₄ + H₂O= CO+3H₂的平衡常数K=            。
（4）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解l00mLlmol/L食盐水，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)。

①甲烷燃料电池的负极反应式：                     。
②电解后溶液的pH=              ，(忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下是             L。

农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。
（1）氮原子最外电子层上有         种能量不同的电子，其原子核外存在         对自旋相反的电子。
（2）一定温度、压强下，氮气和氢气反应生成1mol氨气的过程中能量变化示意图如右，请写出该反应的热化学反应方程式：              。（Q的数值用含字母a、b的代数式表示）
下图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气H₂和N₂的投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。

（3）工业上合成氨的温度一般控制在500℃，原因是                      。
根据图中a点数据计算N₂的平衡体积分数为           。
（4）硫化铵晶体与晶体硅相比较，____________的熔点较高，原因是___________。
（5）写出等物质的量浓度等体积的硫酸氢钠与硫化铵溶液反应的离子方程________________。

面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的主要方向。
（1） “生物质”是由植物或动物生命体衍生得到的物质的总和。生物质能主要是指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量．秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵之后，便可以产生沼气，利用沼气是解决人类能源危机的重要途径之一。下面说法不正确的是(        )

A．利用生物质能就是间接利用太阳能，生物质能是可再生能源

B．生物质能是解决农村能源的重要途径之一

C．生物质能的缺点是严重污染环境

D．若建立沼气发电站，则可以实现把生物质能转化为电能

（2）工业上利用天然气(主要成分为CH₄)与CO₂进行高温重整制备CO和H₂，已知CH₄、H₂和CO的燃烧热(△H)分别为 -890.3 KJ·mol^-1、-285.8 KJ·mol^-1、-283.0 KJ·mol^-1，则该重整的热化学方式为                        ；
（3）一定量的CO₂与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：
C(s) +CO₂(g )2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知气体分压(P_分 )＝气体总压(P_总 )×体积分数，则925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数＝          。T℃时，若充入等体积的CO₂和CO，平衡                         （填“正向移动、逆向移动、不移动”）。

（4）如下图是一个二甲醚(CH₃OCH₃)燃料电池工作时的示意图，
①若乙池为粗铜的电解精炼，电解质为硫酸铜，则N电极材料为                     。
②若乙池中M、N为惰性电极，电解质为足量硝酸银溶液，写出乙池中电解的化学方程式            。乙池中某一电极析出金属银2.16g时，溶液的体积为200mL，则常温下乙池中溶液的pH为            。
③通入二甲醚的铂电极的电极反应式为                   。若该电池的理论输出电压为1.0V，则该电池的能量密度＝          kW·h·kg^-1(结果保留小数点后一位)．(能量密度＝电池输出电能/燃料质量，1kW·h＝3.6×10⁶J，法拉第常数F＝9.65×l0⁴C·mol^-1 )。

已知2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)  ΔH=－a kJ/mol (a>0)，在一个装有催化剂的2L的密闭容器中加入2 mol SO₂和1 mol O₂，在T ℃时充分反应，10s后达平衡状态，测得容器内气体压强为起始压强的5/6，放出热量为b kJ。
（1）计算：10s内该反应的平均速率v(O₂)＝______________，平衡常数K＝______________。
（2）比较a         b（填“>”“=”或“<”,下同），已知T₁ ℃时，该反应的平衡常数K＝16，由此可推知, T₁___________T。
（3）若在原来的容器中，只加入2 mol SO₃，T ℃时充分反应达平衡后, 吸收热量为c kJ，则a、b、c之间满足何种关系                           （用代数式表示）。
（4）若相同条件下，向上述容器中分别通入x mol SO₂ (g)、y mol O₂ (g)、z mol SO₃ (g)，欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为起始压强的5/6。
①x、y、z必须满足的关系是                   、                   ；
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则x的取值范围是                   。
（5）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 SO₂和1 mol O₂，T ℃时充分反应达平衡后，放出热量为d kJ，则d             b（填“>”“=”或“<”）。

向2 L的密闭容器中加入一定量的A、B、C三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图甲所示。图乙为t₂时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且4个阶段所改变的外界条件均不相同，已知t₃——t₄阶段为使用催化剂。观察下图，回答下列问题：

（1）甲图中从反应至达到平衡状态，生成物C的平均反应速率为               。
（2）乙图中t₂时引起平衡移动的条件是               ，t₅时引起平衡移动的条件是             。
（3）乙图中表示平衡混合物中，在这4个阶段中C的含量最高的一段时间是          。
（4）该反应的化学方程式可以表示为：          ，正反应为         （填“放热”或“吸热”）反应。
（5）反应开始时加入的B的物质的量为                  。

Ⅰ.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂，其主要制备方法是碳酸锰热分解，反应原理为2MnCO₃(s)+O₂(g)2MnO₂(s)+2CO₂(g)。经研究发现该反应过程为：① MnCO₃(s) MnO(s) + CO₂(g)  ②2MnO(s) + O₂(g) 2MnO₂(s)
（1）反应①达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是        。(填字母序号)

A．平衡常数减小

B．MnCO3质量不变

C．CO2压强不变

D．MnCO3物质的量增加

（2）反应②在低温下能自发进行，则其△H         0(填“>”、“<”、“=”)。
（3）某温度下，该平衡体系的总压强为P，CO₂、O₂的物质的量分别为n₁和n₂，用平衡分压代替平衡浓度，则碳酸锰热分解总反应的化学平衡常数Kp=              (提示：用含P、n_1、n₂ 的字母表达， 分压 = 总压×物质的量分数)
Ⅱ. 软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O。

（4）已知：K_sp[Al(OH)₃] =1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃] =3×10‾³⁹，pH =7.1时Mn(OH)₂开始沉淀，pH =9.4时Mg(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe^3＋、Al^3＋( 欲使其浓度小于1×10^－6 mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为_______________________。
（5）由右图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为           Ⅰ.           。Ⅲ. 二氧化锰也是电化学的重要材料。
（6）碱性锌锰电池的总反应是：Zn + 2MnO₂  + 2H₂O ="=" 2MnOOH + Zn(OH)₂，该电池正极的电极反应为                        。

氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料．工业合成氨的反应如下：
N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol。
（1）实验室中常用来制备氨气的化学方程式为                           。
（2）已知H₂（g）的燃烧热为285.8kJ•mol-1，写出NH₃（g）在纯氧中燃烧生成无毒、无害物质的热化学方程式                           _。
（3）25℃时，将a mol （NH₄）₂SO₄溶于水，向该溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________________（填“正向”、“不”或“逆向”）移动，所滴加稀氨水的物质的量浓度为_____________mol•L^-1（25℃时，NH₃•H₂O的电离平衡常数Kb≈2×10^-5）。
（4）工业上常用CO₂和NH₃通过如下反应合成尿素[CO（NH₂）₂ ]：CO₂（g）+2NH₃（g）CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）△H＜0，t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10mol CO₂和0.40mol NH₃，70min开始达到平衡。反应中CO₂（g）的物质的量随时间变化如下表所示：

时间/min	0	30	70	80	100
n（CO2）/mol	0.10	0.060	0.040	0.040	0.040

①20min时v正（CO₂）_________80min时v逆（H₂O）（填“＞”、“=”或“＜”）。在t℃时，该反应的平衡常数K＝                      。
②在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.050mol CO₂和0.20mol NH₃，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将_________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
③根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH₃的转化率随时间变化的图象；保持其它条件不变，则（t+10）℃下正确的图象可能是           （填图甲中的“A”或“B”）。

④图乙所示装置（阴、阳极均为惰性电极）可用于电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为______             ，若两极共收集到气体22.4L（标况），则消耗的尿素为______g（忽略气体的溶解）。

CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H="-890.3" kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H="2.8" kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H="-566.0" kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H=            。
（2）为探究用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验： 在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：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所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率
v（H₂）=            mol/（L·min）
②该反应的平衡常数表达式为               ，升高温度，平衡常数的数值将       （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是         。

A．升高温度

B．充入He（g），使体系压强增大

C．将H2O（g）从体系中分离

D．再充入1molCO2和3molH2

④在25℃、101kPa下，1g液态甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________。
⑤我们常用的一种甲醇燃料电池，是以甲醇与氧气的反应为原理设计的，其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式__________________________。

研究发现，含pm2.5的雾霾主要成分有SO₂、NO_x、C_xH_y及可吸入颗粒等。
（1）雾霾中能形成酸雨的物质是_____________。
（2）为消除NO_x对环境的污染，可利用NH₃在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。
已知：4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)  △H =" -905.48" kJ·mol^－1
N₂(g)+O₂(g)2NO(g)  △H =" +180.50" kJ·mol^－1
①下列表示NH₃(g)与NO(g)在一定条件下反应，生成无污染气体的能量转化关系示意图正确的是：___________(填字母)

② 右图是反应4NH₃(g)+6NO(g)5N₂(g)+6H₂O(g)过程中NH₃的体积分数随X变化的示意图，X代表的物理量可能是_________，原因是_________。

（3）右图电解装置可将雾霾中的SO₂、NO转化为(NH₄)₂SO₄，

① 阴极的电极反应式是                。
② 物质A是_____________(填化学式)，理由是_________________________。
（4）为减少雾霾、降低大气中有害气体含量， 研究机动车尾气中CO、NO_x及C_xH_y的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比 (空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示，请解释：

① 随空/燃比增大，CO和C_xH_y的含量减少的原因是            。
② 当空/燃比达到15后，NO_x减少的原因可能是_____________。

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS₂晶体，发生如下反应：
TaS₂(s)＋2I₂(g) TaI₄(g)＋S₂(g) ΔH＞0 (Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I₂(g)和足量TaS₂(s)，I₂(g)的平衡转化率为________。
（2）如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T₂的一端放入未提纯的TaS₂粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T₁的一端得到了纯净TaS₂的晶体，则温度T₁______T₂(填“＞”“＜”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。

（3）利用I₂的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H₂SO₃，然后用一定浓度的I₂溶液进行滴定，所用指示剂为______________，滴定反应的离子方程式为___________________。
（4）25 ℃时，H₂SO₃HSO₃^-＋H⁺的电离常数Ka＝1×10^-2，则该温度下NaHSO₃水解反应的平衡常数Kh＝________，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

工业上制取氢气除电解水外还有多种方法．
（1）工业上可用组成为K₂O•M₂O₃•2RO₂•nH₂O的无机材料纯化制取氢气．
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期，两种元素原子的质子数之和为27，则R在周期表的位置为                     ．
②常温下，不能与M单质发生反应的是           （填序号）．
a．CuSO₄溶液     b．Fe₂O₃     c．浓硫酸     d．NaOH溶液    e．Na₂CO₃固体
（2）工业上也可利用化石燃料开采、加工过程中产生的H₂S废气制取氢气．

①高温热分解法 已知：H₂S（g）⇌H₂（g）+S（g）
在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H₂S分解实验．以H₂S起始浓度均为c mol•L^﹣1测定H₂S的转化率，结果见图1．图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，b为表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H₂S的转化率的变化曲线．据图计算985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=        ；随着温度的升高，曲线b向曲线a逼近的原因是                  
②电化学法：该法制取氢气的过程如图2所示．反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式，其目的是                                  ；反应池中发生反应的化学方程式为             ．
反应后的溶液进入电解池，电解总反应的离子方程为                                    ．
（3）H₂S在足量氧气中燃烧可以得SO₂，若在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO₃ 0.18mol．若继续通入0.20mol SO₂和0.10mol O₂，则平衡             移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”），再次达到平衡后，SO₃的物质的量的取值范围为                      mol．

铜冶金技术以火法冶炼为主。
（1）火法炼铜的工艺流程如下：

反应Ⅰ：2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g)  ΔH =" -768.2" kJ·mol^-1
反应II：2Cu₂O(s)+Cu₂S(s)=6Cu(s)+SO₂(g)    ΔH =" +116.0" kJ·mol^-1
①在反应Ⅱ中，每生成1 mol SO₂转移电子________mol。
②反应Cu₂S(s)+O₂(g) =2Cu(s)+SO₂(g)的ΔH =________ kJ·mol^-1。
③ 理论上m₁:m₂=________。
（2）炼铜的副产品SO₂多用于制硫酸和石膏等化学产品。
①制硫酸中重要的一步反应是  
2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   ΔH =" -196" kJ·mol^-1。
右图表示将2.0 mol SO  ₂ 和1.0 mol O  ₂ 置于1 L密闭容器中，当其他条件一定时，SO₂(g)的平衡转化率α随X的变化关系，X（X₁、X₂）代表压强或温度。

X代表的物理量是________。A对应条件下平衡常数K=________。
② 下图表示的是生产石膏的简单流程，请用平衡移动原理解释向CaCO₃悬浊液中通入SO  ₂发生反应的原因________。

（3）工业硫酸中往往含有一定量SO  ₂ ，测定过程如下：取m g工业硫酸配成100 mL溶液，取出20.00 mL溶液，加入1 mL指示剂，用c mol·L^-1 I₂标准溶液滴定，消耗的I₂标准溶液V mL，工业硫酸中含有SO₂的质量分数的计算式是________。