高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

固定和利用CO₂能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的方法：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)  △H＝－49.0 kJ·mol^－1
某科学实验将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。
（1）a点正反应速率___________（填大于、等于或小于）逆反应速率。
（2）下列时间段平均反应速率最大的是__________，最小的是______。

A．0～1min	B．1～3min
C．3～8min	D．8～11min

（3）求平衡时氢气的转化率和该条件下反应的平衡常数K。（写出计算过程）
（4）仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是___________，曲线II对应的实验条件改变是___________。

（1）近年来，我国储氢纳米碳管研究取得重大进展，用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应化学方程式为：
    C+     K₂Cr₂O₇+      H₂SO₄ ═      CO₂↑+      K₂SO₄+      Cr₂（SO₄）₃+      H₂O
请完成并配平上述化学方程式．其中氧化剂是            ，氧化产物是             
（2）甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产．工业上一般以CO和H₂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已知：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)  △H₂=﹣566kJ•mol^﹣1
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)    △H₃=﹣484kJ•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                         ；
②在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．如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1mol）与CO平衡转化率的关系．请回答：

A）在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是               
B）利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的平衡常数K=             ．（写明单位）
③在某温度下，将一定量的CO和H₂投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度（mol•L^﹣1）变化如下表所示：

	0min	5min	10min
CO	0.1		0.05
H2	0.2		0.2
CH3OH	0	0.04	0.05

若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是       ；且该条件所改变的量是           ．

消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－574kJ·mol^－1
②CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－1160kJ·mol^－1
③H₂O(g)＝H₂O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol^－1
写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式__________
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)＋2NO(g)N₂(g)＋CO₂(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

浓度/mol·L^-1 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是___    ____
A．容器内CO₂的浓度保持不变     B．v_正（N₂）="2" v_正（NO）   C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变      E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②计算该温度下该反应的平衡常数为                  (保留两位小数)；
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是____   _   _        ___。
（3） 甲烷燃料电池可以提升能量利用率，下图是利用甲烷燃料电池电解50mL2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式是                                   
②当A中消耗0.15mol氧气时，B中      （用a或b 表示）极增重        g.

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=-905kJ•mol-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ•mol-1
则N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）；△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通入到初始体积为1L的密闭容器中达到平衡后，单独改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是______．（填序号）
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）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）氢气是合成氨的原料之一，下图是以SO₂、I₂、H₂O为原料，利用核能使水分解制氢气的一种流程。

反应X的化学方程式为SO₂+I₂+2H₂O=2HI+H₂SO₄该流程中循环使用的原料除了SO₂外，还有       。从理论上讲，该流程中，1mol原料水制得       molH₂。

CO和NO对环境影响较大，属于当今社会热点问题。请回答下列问题
（1）降低汽车尾气的反应：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)若NO中的键能是632kJ/mol，CO中的键能是1072 kJ/mol，CO₂中C＝O的键的键能为750 kJ/mol，N₂中的键能是946kJ/mol，则该反应的△H=___________
（2）若在一定温度下，将1.4molNO、1.2molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示

①该反应的平衡常数K＝___________
②若保持温度不变，20min时再向容器中冲入CO、N2各0.8mol，平衡将向_______移动（填“向左”“向右”或“不”）
③20min时，若改变反应条件，导致CO浓度发生如图所示的变化，则改变的条件可能 是_______（填序号）
a．缩小容器体积   b．增加CO₂的量   c．升高温度   d．加入催化剂
（3）固氮是科学家致力研究的重要课题，自然界中存在天然的大气固氮过程：N₂（g）+O₂（g）→2NO （g）-180.8kJ，工业合成氨则是人工固氮．
分析两种固氮反应的平衡常数，下列结论正确的是______________。

反应	大气固氮	工业固氮
温度/℃	27	2000	25	350	400	450
K	3.84×10^-31	0.1	5×10^8	1.847	0.507	0.152

A．常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却能非常容易进行
B．K越大说明合成氨反应的速率越大
C．工业固氮时温度越低，氮气与氢气反应越完全
D．模拟大气固氮应用于工业上的意义不大

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，工业上合成氨反应通常用铁触媒作催化剂，反应方程式为：N₂+3H₂2NH₃  △H<0。
（1）已知N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) ΔH＝－92kJ·mol^－1，拆开1mol H－H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、、946kJ，则拆开1molN－H键需要的能量是__________。
（2）合成氨反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2，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)减小	B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．NH3的物质的量增加	D．平衡常数K增大

E.平衡向正方向移动
（3） 如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入1molN₂和3molH₂，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) ，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中H₂的转化率随时间变化的图像如图3所示，请在图3中画出乙容器中H₂的转化率随时间变化的图像。

（4）若反应N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)在一容积固定不变的容器内进行，并维持反应过程中温度不变。若平衡从正向建立，且起始时N₂与H₂的物质的量分别为amol、bmol，当a:b=______时，达到平衡后NH₃的体积分数最大。

高温下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：1000℃ K＝4.0   1150℃ K＝3.7   1300℃ K＝3.5 ;请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式___________.
（2）在一个容积为2L的密闭容器中，1000℃时加入Cu、 CuO、CO、CO₂各0.2 mol，反应经过10min后达平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v（CO₂）﹦              。
（3）以下措施中，能使反应（2）中的正反应速率显著加快同时不影响CO的平衡转化率的是           （填字母序号）。
A、增加CO的浓度  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
（4）1000℃时测得在2L的密闭容器中反应体系中某时刻各物质的物质的量见下表：

CuO	CO	Cu	CO2
0.8mol	0.4mol	0.6mol	0.6mol

此时反应中正、逆反应速率的关系式是           （填代号）。
A．v(正)＞v(逆)    B．v(正)＜v(逆)    C．v(正)＝v(逆)  D．无法判断

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) ∆H= —92.4kJ•mol‾¹一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，写出氨水的电离方程式                  。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，写出吸收液再生反应的化学方程式                   。
（2）步骤II中制氢气原理如下：
①CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)  △H=+206.4 kJ·mol^-1
②CO(g)+ H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)  △H=－41.2 kJ·mol^-1
则反应CH₄(g)+2H₂O(g) CO₂(g)+4H₂(g)  △H=           kJ·mol^-1。
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H₂百分含量，又能加快反应速率的措施是（填编号）       。
a．升高温度     b．增大水蒸气浓度      c．加入催化剂      d．降低压强
（3）利用反应②，将CO进一步转化，可提高H₂产量。若1mol CO和H₂的混合气体（CO的体积分数为20%）与H₂O蒸气反应，得到1.18mol CO、CO₂和H₂的混合气体，则CO转化率为             。
（4）下图1表示500℃、60.0MPa条件下，H₂和N₂为原料气的投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。根 据图中a点数据计算N₂的平衡体积分数为           。
（5）依据温度对合成氨反应的影响，在下图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入起始原料气开始，随温度不断升高，NH₃物质的量变化的曲线示意图。

图1                        图2
（6）简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法                             。

请根据化学学科中的基本理论，回答下列问题

（1）纳米级的Cu₂O可作为太阳光分解水的催化剂。火法还原CuO可制得Cu₂O．已知：1克C（s）燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ；Cu₂O（s）与O₂（g）反应的能量变化如图1所示；请写出用足量炭粉还原CuO（s）制备Cu₂O（s）的热化学方程式                     
（2）在加热条件下用液态肼（N₂H₄）还原新制Cu（OH）₂可制备纳米级Cu₂O，同时生成N₂和H₂O．该反应的化学方程式为______                     
（3）某兴趣小组同学以纳米级Cu₂O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响．
①在体积均为1L，温度分别为T₁、T₂的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu₂O并通人0.1mol水蒸气，反应：2H₂O（g）⇌2H₂（g）+O₂（g）△H=+484kJ•mol^-1经测定A、B两容器在反应过程中发生如图2所示变化，则A、B两容器反应的温度T₁________T₂（填“＜”、“=”或“＞”），该过程中A容器至少需要吸收能量________kJ
②当该反应处于平衡状态时，下列既能增大反应速率，又能增大H₂O（g）分解率的措施是（填序号）_________．
A．向平衡混合物中充入Ar    B．升高反应的温度
C．增大反应体系的压强      D．向平衡混合物中充人O₂
（4）25℃时，H₂SO₃═HSO₃^-+H⁺的电离常数K_a=1×10^-2mol/L，则该温度下NaHSO₃的水解平衡常数K_h=_________mol/L．

（1）如图所示为硝酸铜晶体[Cu(NO₃)₂·nH₂O]的溶解度曲线(温度在30 ℃前后对应不同的晶体)，从图中获取如下信息，不正确的有    (填字母)。

a．C点溶液为Cu(NO₃)₂的不饱和溶液
b．30℃时结晶可析出两种晶体
c．按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO₃)₂·3H₂O
d．将A点溶液升温至30 ℃时，可以析出
Cu(NO₃)₂·3H₂O晶体
（2）某些共价化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液态时发生了微弱的电离，如：
2H₂OOH^－+H₃O⁺，则液态NH3电离的方程式是                 
（3）氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很多，利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：
CH₃OH(g) + H₂O(g)CO₂(g) + 3H₂(g)  H(298K)＝+ 49.4 kJ/mol
该条件下反应达平衡状态的依据是（填序号）          。

A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)

B．混合气体的密度不变

C．c(CH3OH)＝c(H2O)

D．混合气体的总物质的量不变

（4） 甲、乙两容器体积相等，甲容器通入1 mol SO₂和1 mol O₂，乙容器通入1 mol SO₃和0.5 mol O₂，发生反应：2SO₂(g) + O₂ (g)  2SO₃(g) H＜0，甲、乙起始反应温度相同，均和外界无热量交换，平衡时，甲中SO₂的转化率为a，乙中SO₃的分解率为b，则a、b的关系为a+b      1（填“﹤”、“﹥”或“＝”) 。
（5）甲醇是燃料电池的常见原料，现以熔融的K₂CO₃为电解质，以甲醇为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。下图是甲醇燃料电池模型，试回答下列问题：

①写出该燃料电池的负极反应式               。
②空气应该从    （选a、b、c、d）通入。 M、N是阴离子交换膜，则阴离子移动的方向是      （填“从左到右”或“从右到左”）
（6）含Al^3＋的盐常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理_________。

工业制硝酸的主要反应为：4NH₃ (g) +5O₂ (g) 4NO(g) + 6H₂O(l) △H
（1）已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol。
N₂（g）+3H₂（g）═ 2NH₃（g）△H = ﹣92.4kJ/mol；
N₂（g）+ O₂（g）═ 2NO（g）△H = +180.6kJ/mol。
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=              。
（2）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：

浓度	c(NH3)（mol/L）	c(O2)（mol/L）	c(NO)（mol/L）
起始	0.8	1.6	0
第2min	0.6	a	0.2
第4min	0.3	0.975	0.5
第6min	0.3	0.975	0.5
第8min	0.7	1.475	0.1

①反应在第2min到第4min时，O₂的平均反应速率为               。
②反应在第6min时改变了条件，改变的条件可能是           （填序号）。
A．使用催化剂     B．升高温度     C．减小压强       D．增加O₂的浓度
③下列说法中能说明4NH₃(g) + 5O₂(g)  4NO(g) + 6H₂O(g)达到平衡状态的是_________ （填序号）。
A．单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH₃
B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．百分含量w（NH₃）=w（NO）
D．反应速率v(NH₃)：v(O₂)：v(NO)：v(H₂O) = 4：5：4：6
E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化
（3）某研究所组装的CH₃OH﹣O₂燃料电池的工作原理如图1所示。
①该电池工作时，b口通入的物质为                                。
②该电池正极的电极反应式为：                                   。
③以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理（装置如图2所示）的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是             （用相关的离子方程式表示）。

（1）在一定温度下，向1L体积固定的密闭容器中加入1molA（g），发生反应2A（g）B（g）+C（g），B的物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(A)=          . 相同温度下，若开始加入A（g）的物质的量是原来的2倍，则平衡时         是原来的2倍。

a.平衡常数     b.A的平衡浓度    c.达到平衡的时间  
d.平衡时B的体积分数            e.平衡时混合气体的密度 
f .平衡时混合气体的平均摩尔质量
（2）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，反应时溶液中水的电离平衡      移动（填“向左”“向右”或“不”）；若加入少量下列试剂中的        ，产生H₂的速率
将增大。
a.NaNO₃    b.CuSO₄    c.Na₂SO₄    d.NaHSO₃   e. CH₃COOH    f.FeSO₄
（3）用惰性电极电解Cu(NO₃)₂溶液一段时间后，加入a mol 的Cu(OH)₂可使溶液恢复原状，则电解过程中转移的电子数目为_____________
（4）氯化铁溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂，得  到含有Cu²⁺等的废液，有人提出可以利用如右图的装置从得到的废液中提炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是                             ，若乙池中装入废液500mL，当阴极增重3.2g时，停止通电，此时阳极产生气体的体积（标准状况）为         （假设气体全部逸出）。

AX(g)+2X₂(g)AX₅(g)在容积为10L恒定不变的密闭容器中进行。起始时AX和X₂均为1.3mol，分三组进行实验，每组只改变一个条件且改变条件均不同。反应体系总压强随时间的变化如图所示。（计算结果均保留两位有效数字）

（1）计算实验1反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）=________________。
（2）图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）由大到小的次序为______（填实验序号）；
与实验1相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：2____________，3_________。
（3）用p₁表示开始时总压强，p₂表示平衡时总压强，α表示AX的平衡转化率，则α的表达式为____________；实验1和2的平衡转化率：α₁为___________，α₂为_________________。

对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
（1）N₂、O₂和H₂相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)     H=+180．5kJ·mol^-1；
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   H =-483．6 kJ·mol^-1；
N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)   H =-92．4 kJ·mol^-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为                 _。
（2）氨气是化工生产的主要原料之一，在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol N₂和0.5mol H₂，发生如下反应： N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H＜0
①当反应进行到第5分钟时达到平衡，测得NH₃的浓度为0.1mol/L 则从反应开始到平衡时，v(N₂)为______________
②下列描述中能说明上述反应已达平衡的是          
A．容器内的总压强不再随时间而变化
B．混合气体的密度不再随时间变化
C．a molN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键生成
D．N₂、H₂、NH₃的分子数之比为1∶3∶2
E．3V_正（H₂）＝2V_逆（NH₃）
F．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
③若保持反应温度不变，再向容器中充入N₂和NH₃各0.1mol , 则化学平衡将          移动(填“向左”、“向右”或“不”)
④平衡后，下列措施既能提高该反应的速率又能增大N₂的转化率的是（ ）
A．充入N₂   B．升高温度    C．向原容器内继续充一定量NH₃     D．增大压强
⑤若保持容器体积不变，下列图像正确的是（  ）

实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO₂转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化：


图2
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是____________(填字母)。
A．△H＞0，△S＞0    B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0    D．△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝                    ；
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是                  (填字母)。
A．升高温度
B．将CH₃OH(g)及时液化抽出
C．选择高效催化剂
D．再充入l molCO₂和4 molH₂
（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：                              。
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极的电极反应式是：                   。