高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

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什么2NO+2CO2CO₂+N₂。在密闭容器中发生该反应时，随温度（T）和时间（t）的变化曲线如图所示。

①T₁_________（填“>”“<”或“=”）T₂。
②在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v(N₂)=____________________。
③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________________。

（2）NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术。用Fe作催化剂时，在氨气足量的情况下，不同对应的脱氮率如图所示。

脱氮效果最佳的=________。此时对应的脱氮反应的化学方程式为_______________。
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可形成燃料电池，其原理如图所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成N₂ O₅，其电极反应式为_____________。

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”)

目前，“低碳经济”备受关注，CO₂的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：                。
（2）—定条件下，将C（s)和H₂O（g)分别加入甲、乙两个密闭容器中，发生（1）中反应：其相关数据如下表所示：

容器	容积/L	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
C（s)	H2O（g)	H2（g)
甲	2	T1	2	4	3.2	8
乙	1	T2	1	2	1.2	3

①T₁℃时，该反应的平衡常数K=
②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H₂O（g)的物质的量浓度       （填字母）。
A．="0.8" mol·L^-1      B．=1.4mol·L^-1      C．<1.4 mol·L^-1      D．>1.4mol·L^-1
③丙容器的容积为1L，T₁℃时，按下列配比充入C（s)、H₂O（g)、CO₂（g)和H₂（g)， 达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是         （填字母）。
A．0.6 mol 1.0 mol 0.5 mol 1.0 mol
B．0.6 mol 2.0 mol 0 mol 0 mol
C．1.0 mol 2.0 mol1.0 mol2.0 mol
D．0.25 mol 0.5 mol 0.75 mol 1.5 mol
（3）将燃煤废气中的CO₂转化为甲醚的反应原理为：
2CO₂（g) + 6H₂（g)CH₃OCH₃（g) + 3H₂O（g)
已知一定压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率见下表：

投料比[n（H2) / n（CO2)]	500 K	600 K	700 K	800 K
1.5	45%	33%	20%	12%
2.0	60%	43%	28%	15%
3.0	83%	62%	37%	22%

①该反应的焓变△H      0，熵变△S     0（填＞、＜或＝）。
②用甲醚作为燃料电池原料，在碱性介质中该电池负极的电极反应式          。若以1.12 L·min^-1（标准状况）的速率向该电池中通入甲醚（沸点为-24.9 ℃），用该电池电解500 mL 2 mol·L^-1 CuSO₄溶液，通电0.50 min后，理论上可析出金属铜         g。

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”)。

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

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

铁是当代社会中用量最大的金属之一。磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，发生的主要反应为：Fe₃O₄（s）+4CO3Fe（s）+4CO₂
（1）已知：①Fe₃O₄（s）+4C（石墨）3Fe（s）+4CO（g）   ΔH="+646.0" kJ/mol
②C（石墨）+CO₂（g）2CO（g）    ΔH="+172.5" kJ/mol
由Fe₃O₄（s）与CO反应生成Fe（s）的热化学方程式是                           。
（2）T℃时，在 2L恒容密闭容器中，加入Fe₃O₄、CO各1.0 mol ，10 min反应达到平衡时，容器中CO₂的浓度是0.4 mol /L。
①能证明该反应达到化学平衡的是                       （选填字母）。
a．容器内压强不再变化
b．容器内CO、CO₂物质的量比为1 : 1
c．容器内气体的质量不再变化
d．生成CO₂的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率是                      。
③l0 min内，反应的平均反应速率v (CO₂)=                           。
④欲提高该反应中CO的平衡转化率，可采取的措施是               （选填字母）。
a．提高反应温度              b．移出部分CO₂
c．加入合适的催化剂          d．减小容器的容积
⑤T℃时，该反应的平衡常数K=                      。

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=__________。

二甲醚是一种重要的化工原料，利用水煤气（CO、H₂）合成二甲醚是工业上的常用方法，该方法由以下几步组成：
2H₂(g)+CO(g) CH₃OH(g)   ΔH=" —90.0" kJ·mol^-1             ①
2CH₃OH(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)   ΔH=" —24.5" kJ·mol^-1      ②
CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)   ΔH=" —41.1" kJ·mol^-1          ③
（1）反应①的ΔS        0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在        （填“较高”或“较低”）温度下该反应自发进行。
（2）在250℃的恒容密闭容器中，下列事实可以作为反应③已达平衡的是        （填选项字母）。

A．容器内气体密度保持不变	B．CO与CO2的物质的量之比保持不变
C．H2O与CO2的生成速率之比为1∶1	D．该反应的平衡常数保持不变

（3）当合成气中CO与H₂的物质的量之比恒定时，温度、压强对CO转化率的影响如图1所示。图1中A点的v(逆)        B点的v(正)（填“＞”、“＜”或“＝”），说明理由        。实际工业生产中该合成反应的条件为500℃、4MPa请回答采用500℃的可能原因        。

（4）一定温度下，密闭容器中发生反应③，水蒸气的转化率与n（H₂O）∕n（CO）的关系如图：计算该温度下反应③的平衡常数K=        。在图2中作出一氧化碳的转化率与n（H₂O）∕n（CO）的曲线。

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_______。