高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)+CO₂(g)．实验测得不同温度下的平衡数据列于如表：

温度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度 (×10^-3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________；
A．2v(NH₃)═v(CO₂)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据，列式计算25.0℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数___________；
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡．若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量___________(填“增加”、“减小”或“不变”)；
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H______0；
（2）已知：NH₂COONH₄+2H₂O⇌NH₄HCO₃+NH₃•H₂O．该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c(NH₂COO^-)随时间变化趋势如图所示．

⑤计算25℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率______________；
⑥根据图中信息，如何说明水解反应速率随温度升高而增大_____________________。

全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题，温家宝总理在“哥本哈根会议”上承诺到2020年中国减排温室气体40%．

（1）降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，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2L的恒容密闭容器中，充入2mol CO₂和6mol 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1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氢气平衡时的物质的量浓度为___________；
③下列措施中能使平衡体系中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）从体系中分离出去

D．再充入1mol CO2和3mol H2

④当反应达到平衡时， H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入1mol CH₃OH和1mol H₂O，待反应再一次达到平衡后，H₂的物质的量浓度为c₂．则c₁______c₂的关系（填＞、＜、=）．
（2）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标．如图2所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．将其插入KOH溶液从而达到吸收CO₂的目的．请回答：

①通入甲烷一极的电极反应式为___________；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率___________（填“大于”、“小于”或“等于”）甲烷燃烧的能量利用率．

甲醇是重要的燃料，有广阔的应用前景：工业上一般以CO和为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）           △H₁=﹣116kJ•mol^﹣1
（1）下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是___________。
a．随时将CH₃OH与反应混合物分离      b．降低反应温度
c．增大体系压强                      d．使用高效催化剂
（2）已知：CO（g）+O₂（g）═CO₂（g） △H₂=﹣283kJ•mol^﹣1
H₂（g）+O₂（g）═H₂O（g） △H₃=﹣242kJ•mol^﹣1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO₂和水蒸气时的热化学方程式为________________________。
（3）在容积为2L的恒容容器中，分别研究在三种不同温度下合成甲醇，右图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为2mol）与CO平衡转化率的关系．请回答：

①在图中三条曲线，对应的温度由高到低的顺序是_________________。
②利用a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CH₃OH（g）CO（g）+2H₂（g）的平衡常数：K=_______________。
（4）恒温下，分别将1molCO和2molH₂置于恒容容器I和恒压容器Ⅱ中（两容器起始容积相同），充分反应．
①达到平衡所需时间是I_________Ⅱ（填“＞”、“＜”或“=”，下同）．达到平衡后，两容器中CH₃OH的体积分数关系是I________Ⅱ。
②平衡时，测得容器I中的压强减小了30%，则该容器中CO的转化率为_______。

降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用 CO₂，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1L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）氢气的转化率=  _____；
（3）该反应的平衡常数为  _____（保留小数点后2位）；
（4）下列措施中能使平衡体系中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）从体系中分离出去	D．再充入1mol H2

（5）当反应达到平衡时，H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，待反应再一次达到平衡后，H₂的物质的量浓度为c₂，则c₁   c₂的关系（填“＞”、“＜”或“=”）

已知某气体反应的平衡常数可表示为K=c（CH₃OCH₃）c（H₂O）/[c（CH₃OH）]²，该反应在不同温度下的平衡常数：400℃，K=32；500℃，K=44．
请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式                      ．
（2）该反应的正反应是          反应（填“放热”或者“吸热”）
（3）已知在密闭容器中，测得某时刻各组分的浓度如下：

①此时系统温度400℃，比较正、逆反应速率的大小：v_正     v_逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②若以甲醇百分含量为纵坐标，以温度为横坐标，此时反应点在图象的位置是图中     点．比较图中B、D两点所对应的正反应速率B    D（填“＞”、“＜”或 “=”）．理由是                   ．

（4）一定条件下要提高反应物的转化率，可以采用的措施是           
a．升高温度             b．加入催化剂
c．压缩容器的体积       d．增加水蒸气的浓度
e．及时分离出产物．

向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl₅，在温度为T时发生如下反应PCl₅（g）PCl₃（g）+ Cl₂（g）△H=" +124" kJ•mol^－1。反应过程中测定的部分数据见下表：

回答下列问题：
（1）反应在前50s的平均速率v(PCl₅)=           ，该反应的△S    0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）温度为T时，该反应的化学平衡常数=              。
（3）上述反应到达平衡状态时，PCl₃的体积分数为         。
要提高平衡时PCl₃的体积分数，可采取的措施有              。

A．温度不变，压缩容器体积增大压强	B．使用高效催化剂
C．温度和体积不变，减小PCl5的起始量	D．体积不变，提高反应温度

（4）在温度为T时，若起始时向容器中充入0.5mol PCl₅和a mol Cl₂平衡时PCl₅的转化率仍为20%，则a=            。
（5）在热水中，五氯化磷完全水解，生成磷酸（H₃PO₄），该反应的化学方程式是                     。

下列各表述与示意图不一致的是

（1）图①表示向含Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺的盐溶液中滴加NaOH溶液时，沉淀的物质的量和NaOH的体积的关系图。则三种离子的物质的量之比为______________________；
图②中曲线表示某反应过程的能量变化，当物质A(g)与B(g)反应生成物质C时，△H____0，若使用正催化剂，E值会_____________(增大、减小、不变)。
（2）在Cu₂O/ZnO做催化剂的条件下，将CO(g)和H₂O(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH₃OH(g) ，反应过程中，CH₃OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图．根据题意回答下列问题：
①反应达到平衡时，平衡常数表达式K=______________；升高温度，K值____________(填“增大”、“减小”或“不变”)．
②在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)= ____________；
③若其它条件不变，对处于Z点的体系，将体积压缩至原来的 1/2，达到新的平衡后，下列有关该体系的说法正确的是_________；
a．氢气的浓度与原平衡比减少         b．正、逆反应速率都加快
c．甲醇的物质的量增加              d．重新平衡时n(H₂) /n(CH₃OH)增大
④据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量的CO₂有利于维持Cu₂O的量不变，原因是_________________；(写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)．

用O₂将HCl转化为Cl₂，可提高效益，减少污染，
（1）传统上该转化通过如右图所示的催化剂循环实现，其中，反应①为：2HCl(g) + CuO(s) H₂O(g)+CuCl₂(g)  △H₁，反应②生成1molCl₂(g)的反应热为△H₂，则总反应的热化学方程式为              , (反应热用△H₁和△H₂表示)。

（2）新型RuO₂催化剂对上述HCl转化为Cl₂的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的a_HCl—T曲线如图12，则总反应的△H        0  ,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是           。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应a_HCl—T（HCl的转化率与温度的关系）曲线的示意图，并简要说明理由：                          。
③下列措施中有利于提高a_HCl的有            。
A、增大n(HCl)       B、增大n(O₂)   C、使用更好的催化剂     D、移去H₂O
（3）一定条件下测得反应过程中n(Cl₂)的数据如下：

t(min)	0	2.0	4.0	6.0	8.0
n(Cl2)/10^-3mol	0	1.8	3.7	5.4	7.2

2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率           （以mol·min^-1为单位）。
（4）Cl₂用途广泛，写出用Cl₂制备漂白粉的化学方程式。

I.氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
（1）氨的水溶液显弱碱性，其原因为          （用离子方程式表示），0．1 mol·L^-1的氨水中加入少量的NH₄Cl固体，溶液的PH          （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的NH₄⁺的浓度          （填“增大”或“减小”）。
（2）硝酸铵加热分解可得到N₂O和H₂O，250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应的化学方程式为         ，平衡常数表达式为           ；
Ⅱ.25℃，在0.10mol·L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2-) 关系如右图（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）。

①pH=13时，溶液中的c(H₂S)+c(HS^-)=     mol·L^-1.
②某溶液含0.020 mol·L^-1Mn²⁺、0.10 mol·L^-1H₂S，当溶液pH=      时，Mn²⁺开始沉淀。[已知：Ksp(MnS)=2.8×10^-13]

在一体积为1L的密闭容器中，通入一定量的CO和H₂O，在T₁℃时发生如下反应：CO (g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g) △H<0，CO和H₂O浓度变化如图，则

（1） 0～4 min CO的平均反应速率v(CO)=___________mol/(L．min)。
（2）达平衡时CO的转化率为____________，T₁℃时该反应的平衡常数K=_______________。
（3）T₂℃（高于T₁℃）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如下表：

时间(min)	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	C1	C2	C3	C3
4	C1	C2	C3	C3
5	0.116	0.216	0.084	C4

①表中3～4 min时，反应v_正__________v_逆（填“>”、“<”或“=”）； C₁___________0.08mol/L（填“>”、“<”或“=”）。
②4～5 min时，平衡向逆反应方向移动，可能的原因是__________（填字母）。
a．增加水蒸气       b．降低温度     c．增大了CO₂浓度    d．增加了氢气浓度

氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。
（1）传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO₂与NH₃为原料合成尿素的主要反应如下：
2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)    ΔH＝-159．47kJ/mol
NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH＝+72．49kJ/mol
反应2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)    ΔH＝_____________kJmol。
②液氨可以发生电离：2NH₃(l)NH₂^－+NH₄^＋，COCl₂和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。
（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH₃作储氢材料已知：2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。
①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。
②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。
（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH₃表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH₃，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂。
①写出电解时A极的电极反应式：________________。
②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气
候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减
排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡常数表达式为：，它所对应反应的化学方程式为                 。
（2）煤化工通常通过研究不同温度下的平衡常数以解决各种实际问题。已知等体
积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：
CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）
该反应的平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

①该反应的化学平衡常数表达式为K =                  。
②该反应的正反应方向是            反应（填“吸热”或“放热”）；
③若在500℃时进行，设CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化为              。
④800℃时,在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为：c（CO）=0.01mol/L，c（H₂O）=0.03mol/L，
c（CO₂）=0.01mol/L，c（H₂）=0.05mol/L,则反应开始时，H₂O的消耗速率比生成速率         （填“大”、“小”或“不能确定”）。
（3）2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）反应过程中的能量变化如图所示：

又已知1molSO₂（g）氧化为1molSO₃（g）的ΔH="-99" kJ·mol^-1，
请回答下列问题：
①图中E₁、E₂分别表示                、                ，E₃的大小对该反应的反应热                （填“有”或“无”）影响。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点          （填“升高”或“降低”）△H           （填“变大”、“变小”或“不变”）,理由是____________________。
②图中△H=           kJ·mol^-1。

氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
（1）氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下1gH₂完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。则表示H₂燃烧热的热化学方程式为___________              。
又已知：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） ΔH＝-92.4kJ/mol,则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程式为                      。
（2）氢气是合成氨的重要原料。
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变 N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如下图一所示。

图中t₁时引起平衡移动的条件可能是               ,其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间
是              。
②温度为T℃时,将2a molH₂和a molN₂放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N₂的转化率为50%。则反应
的平衡常数为                。
③氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。对于反应：N₂O₄（g）2NO₂（g） △H﹥0,在温度为T₁、T₂时,平衡体系中NO₂的体积
分数随压强变化曲线如下图二所示。

下列说法正确的是           。
a．A、C两点的反应速率：A﹤C
b．A、C两点的气体颜色：A浅，C深
c．B、C两点的气体平均相对分子质量：B﹤C
d．A、C两点的化学平衡常数：A﹥C
e.由状态B到状态A，可以用加热的方法

汽车尾气中排放的NO和CO，可以通过加装催化转化器，使之转化为两种无污染的气体，
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) ΔH=－748 kJ/mol
在一定温度下,向2L的密闭容器中充入2.0molNO2.0molCO，在催化剂作用下发生反应，相关数据如下：

	0 min	5min	10min	15min	20min
c(NO)	1.0	0.6	0.3	0.2	0.2
c(N2)	0	0.2	0.35	0.4	0.4

（1）5—10min，用CO的浓度变化表示的反应速率为：                      ；
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是
A．2n_正(NO) =n_逆(N₂)           B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．NO和CO的转化率相等      D．容器内气体压强不变
（3）20min时，向容器中加入1molNO和1molCO，再次达到平衡时，NO的转化率：         （填“变大”、“ 变小”或“不变”）。
（4）计算此温度下的化学平衡常数K=                 ，或保持温度不变，此时再向容器内加入CO和CO₂各1mol，平衡          移动（填“向左”、“ 向右”或“不”）。
（5）若反应开始向容器中加入1molN₂和2molCO₂，反应达到平衡时，吸收热量为           kJ。

矿物燃料在使用的过程中会产生大量污染性物质，如SO₂和CO₂，而H₂和NH₃都被认为是理想的清洁能源。
（1）某些合金可用于储存氢，金属储氢的原理可表示为：M(s)+xH₂═MH_2x(s)△H＜0（M表示某种合金）如图1表示温度分别为T₁、T₂时，最大吸氢量与氢气压强的关系．则下列说法中，正确的是___________；
a．T₁＞T₂
b．增大氢气压强，加快氢气的吸收速率
c．增大M的量，上述平衡向右移动
d．上述反应可实现多次储存和释放氢气

（2）以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池（如图2装置甲所示），其中负极通入H₂，正极通入O₂和CO₂的混合气体．图2乙装置中a、b为石墨电极，电解一段时间后，b电极附近滴入酚酞溶液变红，NaCl溶液的体积为100mL。
①工作过程中，甲装置中d电极上的电极反应式是________________；乙装置中电极a为_______极（填电极名称）。
②若在a极产生112mL（标准状况）气体，25℃时乙装置中所得溶液pH=__________。（忽略电解前后溶液的体积变化）
（3）氨在氧气中燃烧，生成水和一种空气组成成分的单质．
已知：N₂(g)+3H₂(g)═2NH₃(g)△H=-92.4kJ•mol^-1   2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(1)△H=-572KJ•mo1^-1试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式________________；
（4）在一定条件下，将lmolN₂和3molH₂混台于一个10L的密闭容器中发生反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H＜0 已知5分钟后达到平衡，平衡时氨气的体积分数为25%。
①该反应的平衡常数表达式为：K=______________；
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、混合气体的密度不变  c、3v正(H₂)=2v逆（NH₃） d、c(N₂): c(H₂): c(NH₃)=1:3:2
③对于上述平衡状态，改变下列条件能使反应速率增大，且平衡向正向移动的___________
a、选用更高效的催化剂    b、升高温度   c、及时分离出氨气
d、增加H₂的浓度   e、充入He，使体系总压强增大