高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

(18分)1.已知一般钾盐均为可溶性的强电解质。在某溶液中可发生下列反应：
(1)试将上述反应改写成离子议程式                                           
（2）该离子反应的平衡常数表达式为：K=                                 ；
（3）在水溶液中为红色，在水溶液中为黄色。某条件下该反应建立平衡后，体系为两种离子的混合液，颜色为橙色。
若加水将其稀释，溶液颜色将偏              （红、黄）原因是                  
                                                                             ；
若在在上述平衡体系的溶液中中加入硫酸钾固体体系颜色有何变化？为什么？
                                                                                   
Ⅱ.固定和利用,能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：

某科学实验将6mol和8molH充入一容积为2L的密闭容器中，测得H的物质的量随时间变化如右图中实线所示（图中字母后数字表示对应的坐标）：

问题：
（1）由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是        （填答案编号）。
a.0～1min     b.1～3min      c.3～8min    d.8～11min
(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是                           ，曲线Ⅱ改变的条件可能是
                                 。
（3）下列表述能表示该反应已达平衡的是         （填答案编号）
a.容器内压强不再改变                   b.容器内气体的密度不再改变
c.容器内气体平均摩尔质量不再改变       d.容器内各物质的物质的量相等

“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得，1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为_______。（填序号）

A．2H2（g）+O2（g） 2H2O（l）△H= －142.9kJ·mol^—1

B．H2（g）+1/2 O2（g） H2O（l）△H= －285.8kJ·mol^—1

C．2H2+O22H2O（l）△H= －571.6kJ·mol^—1

D．H2（g）+1/2 O2（g） H2O（g） △H= －285.8kJ·mol^—1

Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H₂的反应步骤
①CaBr₂+H₂OCaO+2HBr            ②2HBr+HgHgBr₂+H₂
③HgBr₂+___________________       ④2HgO2Hg+O₂↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：____________。
根据“绿色化学”的思想评估该方法制H₂的主要缺点：______________。
Ⅲ.利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。（提示：反应②的产物是O₂、SO₂和H₂O）

完成下列反应的化学方程式：
反应①__________________________；反应②__________________________。
此法制取氢气的最大优点是_______________________________________________。
Ⅳ.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO（g）+ H₂O（g） CO₂（g）+ H₂（g）; △H<0。
在850℃时，K=1。
（1）若升高温度到950℃时，达到平衡时K______1（填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）850℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH₂O、1.0mol CO₂和 x mol H₂，则：  
①当x=5.0时，上述平衡向___________（填正反应或逆反应）方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是__________。
（3）在850℃时，若设x＝5.0 mol和x＝6.0mol，其它物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H₂的体积分数分别为a％、b％，则a _______ b（填“大于”、“小于”或“等于”）。
Ⅴ.氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和单质铜。
（1）现有8克氧化铜被氢气还原后，得到红色固体6.8克，其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是               ；
（2）若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体       g；
（3）若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，
①生成标准状况下1.568升的气体（不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则该气体的成分是         ，其物质的量之比是            ；
②把得到的溶液小心蒸发浓缩，把析出的晶体过滤，得晶体23.68g。经分析，原溶液中的Cu²⁺有20%残留在母液中。求所得晶体的化学式

反应①Fe（s）+CO₂（g）FeO（s）+CO（g）△H=akJ·mol^—1，平衡常数为K；反应②CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g） △H=bkJ·mol^—1
测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）若500℃时进行反应①，CO₂起始浓度为2mol·L^—1，CO的平衡浓度为_____________。
（2）反应①中的a__________0（填大于、小于、等于）。
（3）700℃反应①达到平衡，要使得该平衡向右移动，其它条件不变时，可以采取的措施有__________（填序号）
A.缩小反应器体积                            B.通入CO₂
C.升高温度到900℃                   D.使用合适的催化剂
（4）下列图像符合反应①的是___________（填序号）（图中是速率、为混合物中CO含量，T为温度且T₁＞T₂）

（5）由反应①和②可求得，反应2Fe（s）+O₂（g）=2FeO（s）的△H=__________。

(8分)在密闭容器中，由一定起始浓度的氙(Xe)和F₂反应，可得到3种氟化物。各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系如右图所示(已知气体的分压之比等于物质的量之比。)

(1) 420K时，发生反应的化学方程式为：                           ；若反应中消耗1 mol Xe，则转移电子      mol。  
(2) 600K—800K时，会发生反应：
XeF₆(g)XeF₄(g)＋F₂(g)，
其反应热DH    0(填“＞”、“＝”或“＜”)。理由是                        。
(3) 900K时，容器中存在的组分有                        。

(9分)在一有有色气体参加的可逆反应中，体系的颜色变化往往用来说明平衡的建立或平衡的移动，而对这种颜色变化的观察又受到观察角度及操作过程的不同而有所变化。如图所示，在一定温度、压强下，在透明的玻璃圆筒中装入NO₂、N₂O₄的混合气体100ml，并使可逆反应2NO₂N₂O₄达到平衡。（注意：视线b是一圆截面，颜色深浅可以看成有色分子在截面上的投影的密度大小）

⑴将混合气体突然压缩至50mL则通过视线a方向观察到的平衡体系的颜色变化是____________。而由视线b方向观察到的平衡体系的颜色变化是________________。说明造成从a、b 不同方向观察的颜色变化趋势不同的原因是_________________________________________________________。
⑵将混合气体缓缓压缩至50mL，则由视线a方向观察到的颜色变化为________________________-。
⑶上述气体采用上述两种不同的压缩方法，都于相同温度和50mL体积的状态下达到平衡，则此时平衡体系的平均分子量M1和M2的关系为_______________-。气体颜色___________________(填“相同”或“不同”)
⑷在相同温度、压强下，若容器起初只装入N₂O₄，达平衡后，重复上述实验，现象是否相同____________。
⑸在NO₂生成N₂O₄的可逆反应里，逆反应是              (填吸热、放热)反应：2NO₂ (g)   N₂O₄(g)  ，压缩时该平衡体系向环境               （吸收、放出）热量。

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。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的密闭容器中，充入lmol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：
CO₂（g）+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g) △H = —49.0kJ／mo1．
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）该反应的平衡常数为            。
（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lmol CO₂和3mol H₂
（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（1）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H= —1275.6kJ/mol
②H₂O（g）=H₂O（1） △H= —44.0kJ/mol
则甲醇的燃烧热化学方程式为：                                  ；
（5）如果燃烧甲醇会造成大量化学能损失，如果以甲醇和空气为原料，以氢氧化钠为电解质溶液设计成原电池将有很多优点，请书写出该电池的负极反应：___________________
（6）常温下，某水溶液M中存在的离子有：Na⁺、A^—、H⁺、OH^—。若该溶液M由 pH=3的HA溶液mL与pH=11的NaOH溶液mL混合反应而得，则下列说法中正确的是  __。
A．若溶液M呈中性，则溶液M中c（H⁺）+c（OH^—）=2×10^—7mol·L^-1
B．若V₁=V₂，则溶液M的pH一定等于7
C．若溶液M呈酸性，则V₁一定大于V₂
D．若溶液M呈碱性，则V₁一定小于V₂

在一定温度下,向容积不变的容器中加入2 mol N₂、8 mol H₂ 及固体催化剂,使之反应.已知:N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)；△H="-92.2" kJ·mol^-1.平衡时,容器内气体压强为起始时的80%.
(1)反应达到平衡时,放出的热量_______.
A.小于92.2 kJ    B.等于92.2 kJ    C.大于92.2 kJ   
(2)欲使H₂的转化率提高为原来的两倍,则在其他条件不变的情况下,应将N₂的初始量由2mol提高至__________mol. 
(3)保持同一温度,在相同的容器中,若起始时加入2molNH₃、1molH₂ 及固体催化剂,反应达到平衡时NH₃的体积分数_________.
A.等于0.25    B.大于0.25    C.小于0.25
(4)右图是T₁℃时容器中NH₃的物质的量随时间的变化曲线,请在该图中补画出该反应在T₂℃(T₂>T₁)时n(NH₃)的变化曲线.

（10分）汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化成无毒气体。
（1）汽油在不同空/燃比（空气与燃油气的体积比）时尾气的主要成分不同，空/燃比较小时的有毒气体主要是   ▲  （填化学式）。
（2）人们把拆开1 mol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。
已知：N₂、O₂分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol^-1、497 kJ·mol^-1。
查阅资料获知如下反应的热化学方程式：
N₂(g)＋O₂(g)＝2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol^-1
N₂(g)＋2O₂(g)＝2NO₂(g) ΔH＝＋68 kJ·mol^-1
2C(s)＋O₂(g)＝2CO(g)  ΔH＝－221 kJ·mol^-1
C(s)＋O₂(g)＝CO₂(g)  ΔH＝－393.5 kJ·mol^-1
① 一定条件下，N₂与O₂反应生成NO能够自发进行，其原因是   ▲  ；NO分子中化学键的键能为   ▲  kJ·mol^—1。
② CO与NO₂反应的热化学方程式为4CO(g)＋2NO₂(g)＝4CO₂(g)＋N₂(g)
ΔH＝   ▲  。对于该反应，温度不同（T₂＞T₁）、其他条件相同时，下列图像正确的是   ▲  （填代号）。

(12分)在100 ℃时，将0.40 mol二氧化氮气体充入2 L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
n(NO2)/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n(N2O4)/mol	0.00	0.05	n2	0.08	0.08

⑴在上述条件下，从反应开始直至20 s时，二氧化氮的平均反应速率为_________mol/(L·min)。
⑵此条件下该反应的化学平衡常数的值约为___________（保留两位有效数字）。
⑶若达到平衡后，降低温度，气体颜色会变浅，则该反应的平衡常数将____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

⑷若在相同情况下最初向该容器中充入的是N₂O₄气体，要达到初始数据表中同样的平衡状态，N₂O₄的起始浓度是_______________；假设在80 s时达到平衡，请在右图中画出并标明该条件下此反应中N₂O₄和NO₂的浓度随时间变化的曲线。
⑸计算⑷中条件下达到平衡后N₂O₄的转化率__________________。

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，右图表示该反应进行过程中能量的变化。
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是_______。
A．△H>0，△S>0；  B．△H>0，△S<0；
C．△H<0，△S<0；  D．△H<0，△S>0。
（2）该图中能量的最高点和最低点之间的差值代表          
（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂
和3mol H₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H₂) _________mol·L^-1·min^-1。

（4）肼（N₂H₄）是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa时，32.0gN₂H₄在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N₂H₄完全燃烧反应的热化学方程式是：
                                    

高温下CuO和CO中发生反应：CuO(s)＋CO(g) Cu(s)＋CO₂(g)。
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下：

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

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Cu、CuO、CO、CO₂各1.0 mol，反应经过10 min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Cu的量　　  B．增加CuO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

在容积为VL的密闭容器中发生2NO₂ 2NO+O₂反应。反应过程中NO₂的物质的量随时间变化的状况如图所示。

（1）若曲线A和B表示的是该反应在某不同条件下的反应状况，则该不同条件是      。
A．有、无催化剂    B．温度不同      C．压强不同        D．V值不同
（2）写出该反应的化学平衡常数K的表达式：           ，
并比较K_800℃    K_850℃（填“>”、“<”或“=”）。
（3）在图上作出在A条件下NO的变化曲线，并求算在B条件下从反应开始至达到平衡，氧气的反应速率v(O₂)=      。
（4）不能说明该反应已达到平衡状态的是       。      
A．v_正（NO₂）=v_逆（NO）      B．c（NO₂）=c（NO）
C．气体的平均摩尔质量不变    D．气体的密度保持不变
(5)在如图所示的三个容积相同的三个容器①、②、③进行反应：2NO+O₂  2NO₂

若起始温度相同，分别向三个容器中充入2molNO和1molO₂ ，则达到平衡时各容器中NO物质的百分含量由大到小的顺序为(填容器编号)               。

二甲醚与水蒸气重整制氢气作为燃料电池的氢源，比其他制氢技术更有优势。主要反应为：
① CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)2CH₃OH(g)         ΔH＝+37 kJ·mol^－1
② CH₃OH(g) + H₂O(g) 3H₂(g) + CO₂(g)   ΔH＝+49 kJ·mol^－1
③ CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)         ΔH＝+41.3 kJ·mol^－1
其中反应③是主要的副反应，产生的CO能毒害燃料电池Pt电极。请回答下列问题：
（1）二甲醚可以通过天然气和CO₂合成制得，该反应的化学方程式为
                                                                。
（2）CH₃OCH₃(g)与水蒸气重整制氢气的热化学方程式为
                                                                。
（3）下列采取的措施和解释正确的是           。（填字母序号）
A．反应过程在低温进行，可减少CO的产生 
B．增加进水量，有利于二甲醚的转化，并减少CO的产生
C．选择在低温具有较高活性的催化剂，有助于提高反应②CH₃OH的转化率
D．体系压强升高，对制取氢气不利，且对减少CO的产生几乎无影响
（4）在温度相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒压，发生反应①，测得反应达到平衡时的有关数据如下。

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1mol CH3OCH3、1mol H2O	2mol CH3OH	1mol CH3OH
CH3OH的浓度（mol/L）	c1	c2	c3
反应的能量变化	吸收a kJ	放出b kJ	放出c kJ
平衡时体积（L）	V1	V2	V3
反应物转化率	α 1	α 2	α 3

下列说法正确的是          。（填字母序号）
A. a+2c="37 "      B. α₁ + α₂="1"       C. V₁ > V₃      D. c₁=2c₃
（5）以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极也可直接构成燃料电池。该电池中负极上的电极反应式是                                             。

在一个固定体积的密闭容器中，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，发生如下反应：2A(g) + B(g)  2C(g) + D(g)，达到平衡时C的浓度为0.4 mol·L^－。维持相同的温度和相同的容积，按下列四种配比作为起始物质，达到新平衡时C的浓度仍是1.2mol/L。
⑴若使容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小，则正反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。
⑵若维持容器体积和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L的是_____ (用序号填空)。

A．4 mol A+2 mol B	B．3mol C+1 mol D+1 mol B
C．3 mol C+ 2mol D	D．1.6mol A+0.8 mol B+0.6 mol C

⑶某温度下，向容器中加入3mol C和0.8mol D，反应达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L，则容器的容积V应大于________L，小于________L。

现有可逆反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)；ΔH<0。在相同温度下，将1 mol A和2 mol B加入到容积固定不变的甲容器中，将2 mol C和2 mol D加入到容积可变的乙容器中，t₁＝5 min时两容器内均达到平衡状态，甲中c(C)＝1.5 mol/L。请回答下列问题：

(1)5 min内，用B物质表示甲容器中的平均反应速率v(B)＝________。
(2)若使甲容器化学平衡向正反应方向移动，则可以改变的条件是(填写字母)________；改变条件的瞬间，体系的正反应速率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
A．减小A的物质的量          B．降低体系的温度
C．增大D的浓度                 D．加入催化剂
(3)保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙容器中C的物质的量浓度c(C)__________(填“>”“<”或“＝”)3 mol/L。
(4)保持温度不变，t₂时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，下图中能表示甲中反应速率变化情况的是__________，能表示乙中反应速率变化情况的是________。