高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

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。

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
I．CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：
①CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)，△H₁
（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	C   O	H-O	C-H
E/(kJ·mol^-1)	436	343	876	465	413

由此计算△H₁=                     。
（2）图1中能正确反映反应①平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线为         (填曲线标记字母)，其判断理由是                                     。
    
（3）在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2。
①P₁         P₂(填“大于”或“小于”)，其判断理由是                              。
②M、N、Q三点平均速率ν_(M)、ν_(N)、ν_(Q)大小关系为                             。
③M、N、Q三点平衡常数K_M、K_N、K_Q大小关系为                               。
II．一定量的CO₂与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO₂(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。已知：气体分压(P_分)= 气体总压(P_总)× 体积分数。

完成下列填空：
①650℃时，反应达平衡后CO₂的转化率为                                    。
②T℃时，若充入等体积的CO₂和CO，平衡            (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)
③925℃时，P_总=1/96MPa，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_P=                   。

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__________________________。

当前我国环境状况不容乐观，其中PM2.5、CO、S0₂、NOx等污染物对空气质量的影响非常显著，其主要来源为燃煤、机动车尾气等，因此，对其进行研究具有重要意义。
（1）对某地PM2.5样本用蒸馏水处理后，测得该试样中的化学组分及其平均浓度如下表：

根据表中数据计算该试样的pH=             
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化如图1所示。

①写出N₂和0₂反应的热化学方程式：________。
②有人设想将C0按下列反应除去：2CO(g)= 2C(s)+0₂(g)△H>O，请你分析该设想能否实现？          （填“是”或“否”），依据是                           
③用图2所示原电池原理也可以除去CO，则其负极反应式为：________。
（3）有人设想利用反应NaOH+S0₂=NaHS0₃将SO₂吸收除去，然后用石灰水又可使NaOH再生。再生的离子方程式为：                    。
（4）利用I₂0₅消除CO污染的反应为：5CO(g)+I₂0₅(s)—兰5CO₂(g)+I₂(s)，不同温度下，测得CO₂的体积分数随时间t变化曲线如图3．则：
①该反应的化学平衡常数表达式为K=____    。
②T₁与T₂化学平衡常数大小关系：K(T₁)__________K(T₂)（填“>”、“<”或“=”）

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）

二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：
（1）煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：                              。
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g)；ΔH ＝－90．8 kJ·mol^-1
② 2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23．5 kJ·mol^-1
③ CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41．3 kJ·mol^-1
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)CH₃OCH₃(g) + CO₂(g)的ΔH＝             ；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是          (填字母代号)。
a．压缩体积 b．加入催化剂 c．减少CO₂的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚
（3）已知反应②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正         v逆 (填“>”、“<”或“＝”)。
② 温度升高，该反应的平衡常数K             (填“增大”、“减小”或“不变”)

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”)。

碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）用CH₄ 催化还原NO_x 可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g) + 4NO₂(g) = 4NO(g)＋CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g) + 4NO(g) =" 2" N₂(g)＋CO₂(g) + 2H₂O(g)  ΔH₂
若2 mol CH₄ 还原NO₂ 至N₂，整个过程中放出的热量为1734 kJ，则ΔH₂＝       ；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe₂O₃与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下：Fe₂O₃(s) + 3CH₄(g)  2Fe(s) + 3CO(g) +6H₂(g)  ΔH>0
① 若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe₂O₃在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为 _________ 。
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_____(选填序号)
a．CH₄的转化率等于CO的产率
b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v（CO）与v（H₂）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图所示，当温度由T₁升高到T₂时，平衡常数K_A____K_B（填“>”、“ <”或“=”）。纵坐标可以表示的物理量有哪些      。

a．H₂的逆反应速率
b．CH₄的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量

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=__________。

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________。

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________________。