高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2．5（直径小于等于2．5um的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2．5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
（1）将PM2．5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

根据表中数据判断试样的pH约为                    。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：
2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g）ΔH =－483.6 kJ·mol^－1
2C（s）+O₂（g）＝2CO（g）ΔH =－221.0 kJ·mol^－1
则C（s）+ H₂O（g）＝CO（g）+ H₂（g）ΔH＝____         ___ kJ·mol^－1。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是                  。
A．Ca（OH）₂   B．Na₂CO₃  C．CaCl₂    D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NO_x和CO的生成：
①已知气缸中生成NO的反应为：N₂ （g）+O₂（g）2NO（g）△H0
ⅰ.若1L空气含0．8molN₂和0． 2molO₂，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K＝                。
ⅱ.恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是        
A混合气体的密度不再变化
B混合气体的平均分子量不在变化
C N₂ 、O₂、NO的物质的量之比为1:1:2
D氧气的百分含量不在变化
ⅲ.若升高温度，则平衡___________（填“正向”或“逆向”或“不”下同）移动，逆反应速率         （填“变大 ”或“变小”或“不变”）。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）＝2C（s）+O₂（g）。已知该反应的△H0，则该设想能否实现             (填“能”或“不能”)？
（4）综上所述，你对该市下一步的环境建设提出的建议是               

T₁温度下，体积为 2L的恒容密闭容器，加入4.00molX，2.00molY，发生化学反应 2X(g)+Y(g)3M(g)+N(s) △H<0。
部分实验数据如表格所示。

（1）前500s反应速率v(M)＝_____，该反应的平衡常数K＝_____。
（2）若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是____（填序号）
a．X的消耗速率与M的消耗速率相等     b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v(Y)与v(M)的比值不变              d．固体的总质量不变
（3）该反应达到平衡时某物理量随温度变化如下图所示。纵坐标可以表示的物理量有哪些_____。

a．Y的逆反应速率
b．M的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量
d．X的质量分数
（4）反应达到平衡后，若再加入3.00molM，3.00molN，下列说法正确的是_____。

A．平衡不移动

B．重新达平衡后，M的体积分数小于50%

C．重新达平衡后，M的物质的量浓度是原平衡的1．5倍

D．重新达平衡后，Y的平均反应速率与原平衡不相等

E．重新达平衡后，用X表示的v(正)比原平衡大
（5）若容器为绝热恒容容器，起始时加入4.00molX，2.00molY，则达平衡后M的物质的量浓度_____1.5mol/L(填“>”、“=”或“<”)，理由是_____。

一定温度下，在容积固定的VL密闭容器中加入nmolA、2nmolB，发生反应：A(g)+2B(g) 2C(g)  △H<0，反应达到平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为x。
（1）一段时间后上述反应达到平衡，则下列说法中正确的是_______________(填字母)。
A．物质A、B的转化率之比为1:2
B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n:(3n-nx)
C．充入惰性气体（如Ar），平衡向正反应方向移动
D．当2v_正(A)=v_逆(B)时，反应一定达到平衡状态
（2）K和x的关系满足K=__________(用含V、n、x的表达式表示)。
（3）该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：

①由图可知，反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都仅改变了一种条件，试判断改变的条件：
t₂时____________；t₈时____________。
②t₂时平衡向_________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
③若t₄时降压，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率随时间变化的曲线。

在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N₂O₄，发生反应N₂O₄(g) 2NO₂(g)  △H，随温度升高，混合气体的颜色变深。

回答下列问题：
（1）反应的△H__________0（填“＞”或“＜”）；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段，平均反应速率v(NO₂)为__________mol·L^-1·s^-1，反应的平衡常数K为_____________。
（2）100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N₂O₄) 以0.0020 mol·L^-1·s^-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。则T___________100℃（填“＞”或“＜”）。
（3）100℃时达到平衡后， 继续往容器中通入0.1N₂O₄ mol，则化学平衡_________（填“左移”、“右移”或“不移动”），达到新平衡时N₂O₄ 的浓度________0.04mol/L。

Ⅰ.（1）工业上合成氨的反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)   ΔH＝－92.60 kJ·mol^－1。
①恒温容积固定的密闭容器中发生反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)，下列说法能说明上述反应达到平衡状态的是____________。
a.单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂
b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
c.用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
d.混合气体的平均摩尔质量不变
e.容器内的气体密度不变
f.容器内气体的压强不变
（2）已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间(h) 物质的量(mol)	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0	0.20	n2	1.00	1.00

 
根据表中数据计算：
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0～1 h内N₂的平均反应速率为________ mol·L^－1·h^－1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K＝________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
Ⅱ.（1）二氧化碳是一种重要的温室气体，减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前，由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展，其化学反应方程式为2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g) ΔH＞0。二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol^－1，工业上用合成气(CO、H₂)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。
A．二甲醚分子中含极性共价键
B．二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物
C．二甲醚是非极性分子   D．表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH₃OCH₃(g)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋3H₂O(g) ΔH＝－1 455 kJ·mol^－1
（2）绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示：正极为________(填“A电极”或“B电极”)，H+移动方向为：由         到          (填A或B)，写出A电极的电极反应式：___________。

汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NO₂等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
I．对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NO_x有毒气体相互反应转化为无毒气体。2xCO＋2NO_x==2xCO₂＋N₂,当转移电子物质的量为0.8xmol时，该反应生成     LN₂(标准状况下)。
II．一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物，可以用来合成很多有机物如甲醇（CH₃OH）、二甲醚（CH₃OCH₃）等，还可以作燃料。
（1）在压强为0.1 MPa条件下，将amol CO与3amol H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)  △H<0
①该反应的平衡常数表达式为            。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是           。

A．升高温度	B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大	D．再充入1 mol CO和3 mol H2

(2）已知：①CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)         △H＝－90.7 kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)     △H＝－23.5 kJ·mol^－1
③CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)    △H＝－41.2 kJ·mol^－1
则3CO(g)＋3H₂(g)CH₃OCH₃(g)＋CO₂(g)的△H＝
（3）CO—空气燃料电池中使用的电解质是掺杂Y₂O₃的ZrO₂晶体，它在高温下能传导O^2­—,该电池负极的电极反应式为              。
（4）甲醇也是新能源电池的燃料，但它对水质会造成一定的污染。有一种电化学法可消除这种污染。其原理是： 2滴甲醇，1mL 1.0mol·L^—1硫酸，4mL 0.1mol·L^—1硫酸钴
(CoSO₄）混合溶液，插上两根惰性电极，通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，
然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用图装置模拟上述过程：

①检验电解时产生的CO₂气体，井穴板穴孔内应盛放          溶液。
②写出净化甲醇的离子方程式                 。

能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。
Ⅰ、已知在常温常压下：①H₂O(I)=H₂O(g)    △H=" +44.0" kJ.mol^-1
②2CH₃OH(I)十3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  △H=" -1275.6" kJ·mol^—1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                               。
Ⅱ、工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应A：CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g） △H₁
反应B：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g） △H₂
在体积为2L的合成塔中，充人2 mol CO₂和6 mol H₂，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化及甲醇的物质的量随时间、温度变化如下图所示。（T₁、T₂均大于300℃）

（1） 则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₁___        _0（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）从反应开始到平衡(10min)，用H₂表示 的反应速率为__________；
（3）下列说法正确的是           。
A．若保持恒温，当容器中n(CH ₃OH)︰n(H₂O)为1︰1时，该反应已达平衡状态
B．若保持恒温，当容器内气体压强恒定时，该反应已达平衡状态
C．若其他条件不变，则平衡常数：K(T₁)＜K (T₂)
D．处于A点的反应体系的温度从T₁变到T₂，达到平衡时增大
（4）对于反应A，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是          。
A．增加CO₂的量                   B．升高温度
C．充入He，使体系总压强增大      D．按原比例再充入CO₂和H₂
（5）某温度下，将4mol CO和12mol H₂,充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO) ="0.5" mol·L^—1，，则该温度下该反应的平衡常数为             。
（6）在T₁温度时，将1mol CO₂和3mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为A，则容器内的压强与起始压强之比为_____    ___。

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）写出镁在CO₂中燃烧的化学方程式为_________ _     ____。
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是__________。
②由MgO可制成“镁－次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，该电池反应的离子方程式为     ____________________。
        
图1                 图2                 图3
（3）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：
CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g)  △H
①该反应的平衡常数表达式为K=______________。
②取五份等体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的ΔH_______(填“>” “<”或“＝”)0。
③在两种不同温度下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ ________K_Ⅱ(填“>” “<”或“＝”)。
④一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物 投入量	1molCO2 3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) （a、b、c均不等于0）

若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持反应逆向进行，则c的取值范围为____________。

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。