高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C₂H₅OSO₃H）。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式                    。
（2）已知：乙烯气相直接水合反应如下：
C₂H₄(g)+H₂O(g)  C₂H₅OH(g)  H=-45.5KJ/mol
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中n(H₂O):n(C₂H₄)=1:1）

①计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=     （Kp表示用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数的值，分压=总压×物质的量分数）
②图中压强P₁、P₂、P₃、P₄的大小顺序为：         ，理由是        。
（3）若某温度下，反应C₂H₄(g)+H₂O(g)  C₂H₅OH(g)的平衡常数为Kp=0.05MPa^-1，体系总压为8.00MPa，各物质的量分数如下表所示。

物质	C2H4(g)	H2O(g)	C2H5OH(g)
物质的量分数	0.25	0.25	0.5

则v(正)    v(逆)（填“>”“<”“=”）。

汽车尾气、燃煤尾气、地面灰尘等污染物是造成空气污染的主要原因。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)＋2CO(g)2CO₂(g)＋N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：

①该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”)。
②在T₂温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N₂)＝___________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在上图中画出c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④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。例如：
CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₁＝－867 kJ/mol
2NO₂(g)＝N₂O₄(g)ΔH＝－56.9 kJ/mol
写出CH₄(g)催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式_____________。
（3）已知反应：CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)，现将不同量的CO₂(g)和H₂(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡 所需时间/min
CO2(g)	H2(g)	H2O(g)	CO2(g)
1	650	2	1	0.4	1.6	6
2	900	4	2	1.6	2.4	2

 
①实验1条件下平衡常数K＝____________(保留小数点后二位)。
②该反应的ΔH____________0(填“＜”或“＞”)。

硫及其化合物有广泛应用。
（l）硫酸生产过程中涉及以下反应。已知25℃、10lkPa时：

则SO₂催化氧化为SO₃（g）的热化学方程式为                
（2）对于SO₂催化氧化为SO₃的反应。
①图甲是SO₂（g）和SO₃（g）的浓度随时间t的变化情况。反应从开始到达到平衡时，用O₂表示的平均反应速率为                 

②在一容积可变的密闭容器中充入20mol SO₂（g）和10mol O₂（g），O₂的平衡转化率随温度（T）、压强（p）的变化如图乙所示。则p₁与p₂的大小关系是p₁                p₂：（填“＞”“＜”或“=”）；A、B、C三点的平衡常数大小关系为        （），理由是          
（3）工业生产硫酸过程中，通常用氨水吸收尾气
①如果在25℃时，相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水，发生反应的离子方程式为               
所得溶液中=                （填序号）。

②已知在25℃时NH₃·H₂O、H₂SO₃电离平衡常数如下表，则上述所得溶液中，各离子浓度由大到小的顺序为

化学反应原理是中学化学学习的重要内容。请回答下列问题：
（1）下列判断正确的是______________。
①CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(l)ΔH₁    CH₄(g)＋2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
②H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l) ΔH₁    2H₂(g)＋O₂(g)═2H₂O(l) ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
③t ℃时，在一定条件下，将1 mol SO₂和1 mol O₂分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时反应放出的热量分别为Q₁和Q₂
则Q₁﹤Q₂
④CaCO₃(s)===CaO(s)＋CO₂(g)ΔH₁      CaO(s)＋H₂O(l)===Ca(OH)₂(s)ΔH₂
则ΔH₁﹤ΔH₂
（2）依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu^2＋(aq)===Zn^2＋(aq)＋Cu(s)
设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：
①铜电极发生的电极反应为_____________________。
②溶液中Cu²⁺向________极移动。
（3）在一恒温、恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g) + 3H₂(g)  CH₃OH (g) + H₂O(g)  △H=－49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。

回答下列问题：
①Y的化学式是                   。
②反应进行到3min时， v_正           v_逆(填“＞”或“<”、“=”)。反应前3min，H₂的平均反应速率，v(H₂)=                   mol·L^－1·min^－1。
③能证明该反应达到化学平衡状态的依据是                。

A．容器内各气体的体积分数保持不变

B．混合气体密度不变

C．3v逆（CH3OH） =v正（H2）

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．CO₂的转化率为70%
F．混合气体中CO₂与H₂的体积比为1﹕3
④上述温度下，反应CH₃OH (g) + H₂O(g)  CO₂(g) + 3H₂(g)的平衡常数K=                   （计算结果保留2位小数）。
⑤上述反应达到平衡后，往容器中同时加入0.1mol CO₂和0.3mol H₂O (g)，此时平衡将     （填“向左”、“向右”或“不”）移动。
（4）室温时，向20 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中不断滴入0.1 mol/L的NaOH溶液，溶液的pH变化与所加NaOH溶液体积的关系如下图所示。下列有关溶液中离子、分子浓度大小关系的描述中正确的是____________。

①．a点时：c(CH₃COOH) >c(CH₃COO^－) > c(Na⁺) > c(H⁺) >c(OH^－)
②．b点时：c(Na⁺)＝c(CH₃COO^－) >c(H^＋) =c(OH^－)
③．c点时：c(OH^－)＝c(CH₃COOH)＋c(H⁺)
④．d点时：c(Na⁺)> c(CH₃COO^－) > c(OH^－) >c(H⁺)

发展储氢技术是氢氧燃料电池推广应用的关键。研究表明液氨是一种良好的储氢物质，其储氢容量可达17.6% （质量分数）。液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。氨气分解反应的热化学方程式如下：2NH₃(g)N₂ (g) + 3H₂(g)     ΔH =＋92.4 kJ·mol^-1
请回答下列问题：
（1） 氨气自发分解的反应条件是                                 。
（2） 已知：2H₂ (g) + O₂ (g) = 2H₂O(g)  ΔH =" -" 483.6 kJ·mol^-1
NH₃(l)  NH₃ (g)     ΔH =" 23.4" kJ·mol^-1
则，反应4NH₃(l) + 3O₂ (g) = 2N₂ (g) + 6H₂O(g) 的ΔH =                                 。
（3） 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率。
①不同催化剂存在下，氨气分解反应的活化能最大的是          （填写催化剂的化学式)。
②恒温（T₁）恒容时，用Ni催化分解初始浓度为c₀的氨气，并实时监测分解过程中氨气的浓度。计算后得氨气的转化率α(NH₃)随时间t变化的关系曲线（见图2）。请在图2中画出：在温度为T₁，Ru催化分解初始浓度为c₀的氨气过程中α(NH₃) 随t变化的总趋势曲线（标注Ru-T₁）。

图1                               图2
③假设Ru催化下温度为T₁时氨气分解的平衡转化率为40%，则该温度下此分解反应的平衡常数K与c₀的关系式是：K =                          。
（4） 用Pt电极对液氨进行电解也可产生H₂和N₂。阴极的电极反应式是                。（已知：液氨中2NH₃(l)  NH₂^－ + NH₄^＋）

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要。
Ⅰ．氮氧化物研究
（1）一定条件下，将2molNO与2molO₂置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，下列各项能说明反应达到平衡状态的是            。
a．体系压强保持不变                  b．混合气体颜色保持不变
c．NO和O₂的物质的量之比保持不变     d．每消耗1 molO₂同时生成2 molNO₂
（2）汽车内燃机工作时会引起N₂和O₂的反应：N₂ + O₂2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。在T₁、T₂温度下，一定量的NO发生分解反应时N₂的体积分数随时间变化如右图所示，根据图像判断反应N₂（g）+ O₂（g）2NO（g）的△H__________0(填“＞”或“＜”)。

（3）NO_x是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化如图所示：
写出该反应的热化学方程式：________________________________。
Ⅱ．碳氧化物研究
（1）在体积可变（活塞与容器之间的摩擦力忽略不计）的密闭容器如右图所示，现将3molH₂和2molCO放入容器中，移动活塞至体积V为2L，用铆钉固定在A、B点，发生合成甲醇的反应如下：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）。测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率，得到如下数据：

CO的转化率 T（℃）	10min	20min	30min	40min
T1	20%	55%	65%	65%
T2	35%	50%	a1	a2

①根据上表数据，请比较T₁_________T₂(选填“>”、“<”或“=”)；T₂℃下，第30min 时，a₁=________，该温度下的化学平衡常数为_______________。
②T₂℃下，第40min时，拔去铆钉（容器密封性良好）后，活塞没有发生移动，再向容器中通人6molCO，此时v(正）________v(逆）（选填“>”、“<”或“=”），判断的理由是                    。
（2）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba^2＋)＝c(CH₃COO^－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka＝_________________(用含a和b的代数式表示)。

已知一定温度和压强下，在容积为1 L的密闭容器中充入1mol A和1mol B，保持恒温恒压下反应：A(g) + B(g)C(g)  △H<0。2min达到平衡时，C的物质的量浓度为0.4mol/L。试回答有关问题：
（1）C的反应速率为           。
（2）升温时，C的反应速率_______（填“加快”、“减慢”或“不变”）。
（3）A的转化率为        。
（4）若平衡时，保持容器压强不变，充入惰性气体，则平衡_______。

A．一定向正反应方向移动

B．一定向逆反应方向移动

C．一定不移动

D．不一定移动

（5）反应达到平衡时，C的体积分数为_______；
（6）平衡常数K的值为          （用分数表示）。

甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)；△H₁
②CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH（g）+H₂O(g)；△H₂
③CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)；△H₃
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	CO的键能	H-O	C-H
E/（kJ.mol^-1）	436	343	1076	465	413

由此计算△H₁=     kJ.mol^-1，已知△H₂=-58kJ.mol^-1，则△H₃=               kJ.mol^-1
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为              ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为            （填曲线标记字母），其判断理由是                  。

 
（3）合成气的组成n(H₂)/n(CO+CO₂)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而             （填“增大”或“减小”），其原因是                。图2中的压强由大到小为_________________，其判断理由是                。

已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/ ℃	700	800	830	1000	1200
平衡常数	1.7	1.1	1	0.6	0.4

回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=           ，△H         0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)="0.003" mol·L^-1·s^-1，则6s时c(A)=            mol·L^-1， C的物质的量为           mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为              ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为          ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为             (填正确选项前的字母)：
a．压强不随时间改变    b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时问改变    d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C(g)+D(g)  A(g)+B(g)的平衡常数的值为              。

2015年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤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)2CO₂(g)+N₂(g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。

据此判断：
①该反应的平衡常数表达式为                     。
②该反应的ΔH           0（选填“＞”、“＜”）。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在右图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①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。
CH₄(g)＋2NO₂(g) = N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H =－867kJ·mol^－1
2NO₂(g) N₂O₄(g)   △H =－56.9kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式                    。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。

写出上述光电转化过程的化学反应方程式             。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是        (填a→b或b→a)。

铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度
973K	1173K
ⅠFe(s)+CO2(g)= FeO(s)+CO(g)	K1	1.47	2.15
ⅡFe(s)+H2O(g)= FeO(s)+H2(g)	K2	2.38	1.67
ⅢCO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g)	K3	？	？

完成下列填空：
（1）反应Ⅰ是________（选填“吸热”，“放热”）反应。根据反应Ⅰ与Ⅱ可以推导出同温下K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=________（用K₁、K₂表示）。
（2）973K时，若反应Ⅲ在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡，有3mol电子发生转移，则在2min内v（CO₂）=__________。若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将________移动（选填“向左”，“向右”，“不”），CO₂的浓度将________（选填“增大”，“减小”，“不变”）。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有________。

BCl₃是重要的化工原料，其沸点12℃。500℃时，向2L的密闭容器中按一定比例投入B₂O₃、C、Cl₂，模拟工业制取三氯化硼的反应如下：B₂O₃(s) + 3C(s) + 3Cl₂(g)  2BCl₃ (g) + 3CO(g)。
（1）反应起始至3min时固体质量减少了15.9克，则氯气的平均反应速率为_____________。
（2）反应至4min时达到平衡，则下列说法正确的是____________（填序号）。
A．3min时，CO的消耗速率大于氯气的消耗速率
B．2min至4min时BCl3的生成速率比0至2min时的快
C．反应起始至平衡，气体的密度不断增大
D．达到平衡后，容器内的压强不再变化
（3）一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)。

①A、D之间导线中电子移动方向为_______________。(用A、D表示)
②生成目标产物的电极反应式为__________________。
③该储氢装置的电流效率η＝____________________。
(η＝×100%，计算结果保留小数点后1位)

大气污染越来越成为人们关注的问题，工业生产尾气中的氮氧化物必须脱除(即脱硝)后才能排放。
（1）已知：

CH₄可用于脱硝，其热化学方程式为：

已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算△H₃=          kJ·mol^-1，C-H化学键键能E=          kJ·mol^-1。
（2）反应2CO(g) +2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)也可用于脱硝，图1为该反应过程中NO的平衡转化率a(NO)与温度、压强的关系[其中初始c(CO)和c(NO)均为1mol．L^-1]，计算该反应在200cC时的平衡常数K=__       ，图中压强(P₁、P₂、P₃)的大小顺序为_____________。

（3）有人利用电化学方法将CO和NO转化为无毒物质。装置如图2所示
①电极a是       极；②电极b的电极反应式是                    。
（4）新型臭氧氧化技术利用具有极强氧化性的0，对尾气中的NO脱除，反应为NO(g)+O₃(g)=NO₂(g)+O₂(g)，在一定条件下，将NO和0，通人密闭容器中并不断加热发生反应(温度不超过各物质的分解温度)，NO₂的体积分数妒(NO₂)随时间变化如图3所示，可以发现t₁s后NO。的体积分数下降，其可能的原因是__________。研究小组通过增大比值提高NO的平衡转化率，却发现当>1时，NO₂的物质的量减小，可能原因是________________。

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_______。

在一定温度下，10L恒容密闭容器中加入0.05molSO₂、0.03molO₂，反应为：
2SO₂(g)+O₂(g)=2SO₃(g) ΔH<0，经10min后反应达到平衡，测得C(SO₃)=0.004mol/L
(1) SO₂的转化率为          ，若在原平衡的基础上再加入0.05molSO₂、0.03molO₂达到平衡时，SO₂的转化率将            （填增大、减小或不变）
(2) 用SO₂表示该反应的反应速率为                                
(3) 平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比         (最简整数比)
(4) 平衡时体系中SO₃的百分含量（体积分数）                     
(5) 平衡常数K=        ；升高温度K将           （填增大、减小或不变）；假如某时刻时SO₂为0.02mol，该反应向              （填正向、逆向或不）移动。