高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。
（1）氮原子最外电子层上有         种能量不同的电子，其原子核外存在         对自旋相反的电子。
（2）一定温度、压强下，氮气和氢气反应生成1mol氨气的过程中能量变化示意图如右，请写出该反应的热化学反应方程式：              。（Q的数值用含字母a、b的代数式表示）
下图表示500℃、60.0MPa条件下，原料气H₂和N₂的投料比与平衡时NH₃体积分数的关系。

（3）工业上合成氨的温度一般控制在500℃，原因是                      。
根据图中a点数据计算N₂的平衡体积分数为           。
（4）硫化铵晶体与晶体硅相比较，____________的熔点较高，原因是___________。
（5）写出等物质的量浓度等体积的硫酸氢钠与硫化铵溶液反应的离子方程________________。

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。

已知2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)  ΔH=－a kJ/mol (a>0)，在一个装有催化剂的2L的密闭容器中加入2 mol SO₂和1 mol O₂，在T ℃时充分反应，10s后达平衡状态，测得容器内气体压强为起始压强的5/6，放出热量为b kJ。
（1）计算：10s内该反应的平均速率v(O₂)＝______________，平衡常数K＝______________。
（2）比较a         b（填“>”“=”或“<”,下同），已知T₁ ℃时，该反应的平衡常数K＝16，由此可推知, T₁___________T。
（3）若在原来的容器中，只加入2 mol SO₃，T ℃时充分反应达平衡后, 吸收热量为c kJ，则a、b、c之间满足何种关系                           （用代数式表示）。
（4）若相同条件下，向上述容器中分别通入x mol SO₂ (g)、y mol O₂ (g)、z mol SO₃ (g)，欲使达到新平衡时容器内气体压强仍为起始压强的5/6。
①x、y、z必须满足的关系是                   、                   ；
②欲使起始时反应表现为向正反应方向进行，则x的取值范围是                   。
（5）将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时加入2 mol SO₂和1 mol O₂，T ℃时充分反应达平衡后，放出热量为d kJ，则d             b（填“>”“=”或“<”）。

近来，制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
（1）德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH₃OH)制氢车载燃料电池工艺，其原理如下流程图所示：

①流程图中，甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气，写出该反应的化学方程式            
②该车载燃料电池的介质为碱性环境，请写出该燃料电池的正极反应式为                            
（2）美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气，其生产流程如下图：

①此流程的第Ⅱ步反应为：CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)，该反应的化学平衡常数表达式K＝     
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表，在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有________(填实验编号)。

温度/℃	400	500	830	1 000
平衡常数K	10	9	1	0.6
实验编号	n(CO)	n(H2O)	n(H2)	n(CO2)
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1

③若400 ℃时，第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ，第Ⅰ步反应的热化学方程式为：CH₄(g) ＋ H₂O(g) === 3H₂(g) ＋ CO(g) ΔH＝－103.3 kJ·mol^－1则400 ℃时，甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为：                          
（3）我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法，下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。

要得出如图所示的实验结果，需要测定的实验数据是             ，本实验的目的是                 。

Ⅰ.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂，其主要制备方法是碳酸锰热分解，反应原理为2MnCO₃(s)+O₂(g)2MnO₂(s)+2CO₂(g)。经研究发现该反应过程为：① MnCO₃(s) MnO(s) + CO₂(g)  ②2MnO(s) + O₂(g) 2MnO₂(s)
（1）反应①达到平衡，保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是        。(填字母序号)

A．平衡常数减小

B．MnCO3质量不变

C．CO2压强不变

D．MnCO3物质的量增加

（2）反应②在低温下能自发进行，则其△H         0(填“>”、“<”、“=”)。
（3）某温度下，该平衡体系的总压强为P，CO₂、O₂的物质的量分别为n₁和n₂，用平衡分压代替平衡浓度，则碳酸锰热分解总反应的化学平衡常数Kp=              (提示：用含P、n_1、n₂ 的字母表达， 分压 = 总压×物质的量分数)
Ⅱ. 软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O。

（4）已知：K_sp[Al(OH)₃] =1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃] =3×10‾³⁹，pH =7.1时Mn(OH)₂开始沉淀，pH =9.4时Mg(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe^3＋、Al^3＋( 欲使其浓度小于1×10^－6 mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为_______________________。
（5）由右图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为           Ⅰ.           。Ⅲ. 二氧化锰也是电化学的重要材料。
（6）碱性锌锰电池的总反应是：Zn + 2MnO₂  + 2H₂O ="=" 2MnOOH + Zn(OH)₂，该电池正极的电极反应为                        。

空气质量与我们的健康息息相关，目前我国通过监测6项污染物的质量浓度来计算空气质量指数(AQI)，SO₂、NO₂和CO是其中3项中的污染物。
（1）一定温度下，向固定体积为2 L的密闭容器中充入SO₂和NO₂各1 mol，发生反应SO₂(g)＋NO₂(g)  SO₃(g)＋NO(g)，测得上述反应5 min末到达平衡，此时容器中NO与NO₂的体积比为3︰1，则这段时间内SO₂的反应速率υ(SO₂)＝            ，此反应在该温度下的平衡常数K＝             。

（2）甲醇日趋成为重要的有机燃料，通常利用CO和H₂合成甲醇，其反应的化学方程式为CO(g)＋2H₂(g)  CH₃OH(g)。今在一容积可变的密闭容器中，充有10 mol CO和20 mol H₂用于合成甲醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示：
①上述合成甲醇的反应为            反应(填“放热”或“吸热”)。
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为                         。A、B两点对应的压强大小关系是P_A            P_B(填“大于”、 “小于”或“等于”)。
③若将达到平衡状态A时生成的甲醇用于构成甲醇一氧气燃料电池，电解质溶液为KOH浓溶液，则该电池工作时正极的电极反应式为            ，理论上通过外电路的电子最多为          mol。

CO₂和CH₄是两种重要的温室气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) △H="-890.3" kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g) △H="2.8" kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g) △H="-566.0" kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g) 的△H=            。
（2）为探究用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验： 在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：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该反应的平衡常数表达式为               ，升高温度，平衡常数的数值将       （填“增大”、“减小”或“不变”）。
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1molCO2和3molH2

④在25℃、101kPa下，1g液态甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________。
⑤我们常用的一种甲醇燃料电池，是以甲醇与氧气的反应为原理设计的，其电解质溶液是KOH溶液。写出该电池负极的电极反应式__________________________。

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH₁＝＋489.0 kJ·mol^－1
C(石墨)＋CO₂(g)="2CO(g)" ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1
则CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为___________________________
（2）某实验将CO₂和H₂充入一定体积的密闭容器中，在两种不同温度条件下反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)   ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1
测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示，回答问题：

①该反应的平衡常数表达式K=_______________；
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为：K_Ⅰ _________K_Ⅱ（填“＞”、“＝”或“＜”)。
③下列措施中能增大CO₂转化率的是____________。（填序号）

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．再充入一定量CO2

④下列图像正确且能表明在t时刻反应一定处于平衡状态的是__________。（填序号）

化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
（1）利用“化学蒸气转移法”制备TaS₂晶体，发生如下反应：
TaS₂(s)＋2I₂(g) TaI₄(g)＋S₂(g) ΔH＞0 (Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I₂(g)和足量TaS₂(s)，I₂(g)的平衡转化率为________。
（2）如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T₂的一端放入未提纯的TaS₂粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T₁的一端得到了纯净TaS₂的晶体，则温度T₁______T₂(填“＞”“＜”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。

（3）利用I₂的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H₂SO₃，然后用一定浓度的I₂溶液进行滴定，所用指示剂为______________，滴定反应的离子方程式为___________________。
（4）25 ℃时，H₂SO₃HSO₃^-＋H⁺的电离常数Ka＝1×10^-2，则该温度下NaHSO₃水解反应的平衡常数Kh＝________，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”)。

综合治理空气污染是环境化学当前主要研究的内容。
（1）汽车尾气中的 NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可转化为 N₂(g)和 CO₂(g)得到净化。
①已知2NO(g)+2CO(g) N₂(g)+2CO₂(g) 反应能自发进行，则该为__________反应（填“吸热”或“放热”）。
②上述反应在绝热、恒容密闭容器中进行，并在 t₁时可达到平衡（图中 ω、M、v_正分别表示质量分数混合气体平均相对分子质量和正反应速率），则下列示意图中符合题意的是__________（填选项序号）。

（2）在25℃、101kPa下，将2molNO、2.4molCO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。

③NO的转化率为__________，0～15min 内，v(NO) =__________。
④20min 时若改变反应条件，导致CO浓度下降，则改变的条件可能是__________（填选项序号）。
a．升高温度       b．增加CO的量        c．降低温度       d．扩大容气体积
⑤如图所示，无摩擦、无质量的活塞 1、2 将反应器隔成甲、乙两部分，在 25℃、101kPa 下实现平衡时，各部分体积分别为 V_甲、V_乙。此时若去掉活塞1，不引起活塞2的移动，则X =__________， V_甲:V_乙=__________。

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)

铜冶金技术以火法冶炼为主。
（1）火法炼铜的工艺流程如下：

反应Ⅰ：2Cu₂S(s)+3O₂(g)=2Cu₂O(s)+2SO₂(g)  ΔH =" -768.2" kJ·mol^-1
反应II：2Cu₂O(s)+Cu₂S(s)=6Cu(s)+SO₂(g)    ΔH =" +116.0" kJ·mol^-1
①在反应Ⅱ中，每生成1 mol SO₂转移电子________mol。
②反应Cu₂S(s)+O₂(g) =2Cu(s)+SO₂(g)的ΔH =________ kJ·mol^-1。
③ 理论上m₁:m₂=________。
（2）炼铜的副产品SO₂多用于制硫酸和石膏等化学产品。
①制硫酸中重要的一步反应是  
2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)   ΔH =" -196" kJ·mol^-1。
右图表示将2.0 mol SO  ₂ 和1.0 mol O  ₂ 置于1 L密闭容器中，当其他条件一定时，SO₂(g)的平衡转化率α随X的变化关系，X（X₁、X₂）代表压强或温度。

X代表的物理量是________。A对应条件下平衡常数K=________。
② 下图表示的是生产石膏的简单流程，请用平衡移动原理解释向CaCO₃悬浊液中通入SO  ₂发生反应的原因________。

（3）工业硫酸中往往含有一定量SO  ₂ ，测定过程如下：取m g工业硫酸配成100 mL溶液，取出20.00 mL溶液，加入1 mL指示剂，用c mol·L^-1 I₂标准溶液滴定，消耗的I₂标准溶液V mL，工业硫酸中含有SO₂的质量分数的计算式是________。