高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

燃煤能排放大量的CO、CO₂、SO₂，PM_2．5（可入肺颗粒物）污染也跟冬季燃煤密切相关。SO₂、CO、CO₂也是对环境影响较大的气体，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
（1）光气 （COCl₂）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂（g）＋CO（g）COCl₂（g）制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线，右图为某次模拟实验研究过程中固定体积容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

① 0~6 min内，反应的平均速率v（Cl₂）＝               ；
②下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是              。（填字母）

A．体系中Cl2的转化率不变

B．体系中气体的平均摩尔质量不再改变

C．每消耗1mol CO的同时生成1mol COCl2

D．混合气体密度不变

③随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是            ；（填“增大”、“减小”或“不变”）
④比较第8 min反应温度T（8）与第15 min反应温度T（15）的高低：T（8）       T(15)
（填“<”、“>”或“＝”）。
⑤若保持温度不变，在第7 min 向体系中加入这三种物质各2 mol，则平衡
移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；
（2）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂＋3H₂CH₃OH＋H₂O
已知：CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g）△H＝－a kJ·mol^－1；
2H₂（g）＋O₂（g）＝2H₂O（g）△H＝－b kJ·mol^－1；
H₂O（g）＝H₂O（l）△H＝－c kJ·mol^－1；
CH₃OH（g）＝CH₃OH（l）△H＝－d kJ·mol^－1，
则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为：____________________________；
（3）如图所示，利用电化学原理将SO₂转化为重要化工原料C

若A为SO₂，B为O₂，则负极的电极反应式为：________________________；

700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H₂O,发生反应：CO（g）＋H₂O（g） CO₂（g）＋H₂（g）反应过程中测定的部分数据见下表（表中t₂＞t₁）：

反应时间/min	n（CO）/mol	n（H2O）/ mol
0	1.20	0.60
t1		0.20
t2	0.80

依据题意回答下列问题：
（1）反应在t₁min内的平均速率为v（H₂）＝            mol·L^－1·min^－1
（2）保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH₂O，到达平衡时，n（CO₂）＝           mol。

（3）温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为         反应（填“放热”或“吸热”）。
（4）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入CO（g）、H₂O（g） 、CO₂（g）、H₂（g）的物质的量分别为1.20mol、2.00mol、1.20mol、1.20mol，则此时该反应v（正）         v（逆）（填“>”、“<”或“=”）。
（5）该反应在t₁时刻达到平衡、在t₂时刻因改变某个条件浓度发生变化的情况：图中t₂时刻发生改变的条件是              、                （写出两种）。
（6）若该容器绝热体积不变，不能判断反应达到平衡的是         。
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v（CO₂）_正＝v（H₂O）_逆

（1）对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应，如下图（图中所示数据均为初始物理量）。t分钟后反应均达到平衡，生成NH₃均为0.4mol（忽略水对压强的影响及氨气的溶解）。

①判断甲容器中的反应达平衡的依据是           .（填写相应编号）

A．压强不随时间改变

B．气体的密度不随时间改变

C．c(N2)不随时间改变

D．单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2

E．单位时间内断裂3 mol H-H键，同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=
③该条件下，若向乙中继续加入0.2mol N₂，达到新平衡时N₂转化率=             。
（2）某甲醇（CH₃OH）燃料电池原理如图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为_______________________________.
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解池的总反应离子方程式为：                                      . 假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）.

在一个2L的密闭容器中，发生反应：2SO₃(g)2SO₂(g)+O₂(g) △H>0，其中SO₃的变化如图所示：

（1）写出该反应的平衡常数表达式_____________________。
（2）用O₂表示0～8min内该反应的平均速率v="_______" 。
（3）升高温度，该反应的反应速率将________ ；K值将________；容器中气体的平均相对分子质量 将_________。（填“增大”“减小”或“不变”）
（4）能说明该反应已达到平衡状态的是_______
a．v（SO₃）=2v（O₂）
b．容器内压强保持不变
c．v_逆（SO₂）=2v_正（O₂）
d．容器内密度保持不变
（5）从8min起，压缩容器为1L，则SO₃的变化曲线为_______

A．a

B．b

C．c

D．d

（1）实验测得，8g甲烷在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113kJ的热量，试写出甲烷燃烧的热化学方程式_________________________
（2）在压强为0.1MPa条件下，将amolCO与3amolH₂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）CH₃0H（g）
①该反应的△H_____0，___0（填“>”、“<”或“=”）
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．再充人lmolCO和3mol H2

（3）以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+206.0kJ•mol^-1
Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-129.0kJ•mol^-1
CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CH₃OH（g）和H₂（g）的热化学方程式为____________

在一定温度下，将2.4molA和1.2molB两种气体相混合后于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应A(g)+B(g) x C(g)+D(g)  △H<0，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）x值等于________________  2min内v(B)=                    。
（2）A的转化率为_________________。
（3）该反应达到平衡时，再向容器中加入1.2molA和0.6molB，再次达到平衡后，A的转化率           （填“增大”、“减小”或“不变”） 。
（4）该反应的平衡常数的表达式k =                         ，450℃时平衡常数_____________500℃时平衡常数（填“大于”、“小于”或“等于”） 。
（5）相同温度下，若起始时向该容器中充入0.4 mol A、0.4 mol B、0.2molC和0.2molD，反应达到平衡前，反应速率v_正        v_逆（填“>” 或 “<”），达到平衡时D的浓度为                 。

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_____________。

在80℃时，0.40mol的N₂O₄气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

已知：
（1）计算20s～40s内用N₂O₄表示的平均反应速率为               。
（2）计算在80℃时该反应的平衡常数K＝               。
（3）反应进行至100s后将反应混合物的温度降低，混合气体的颜色               （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
（4）要增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）               ，若要重新达到平衡时，使c(NO₂)／c(N₂O₄)值变小，可采取的措施有（填序号）               。

A．增大N2O4的起始浓度	B．向混合气体中通入NO2
C．使用高效催化剂	D．升高温度

（5）如图是80℃时容器中N₂O₄物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在60℃时N₂O₄物质的量的变化曲线。

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。

Ⅰ.CO和H₂作为重要的燃料和化工原料，有着十分广泛的应用。
（1）已知：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)           △H₁= -393．5 kJ·mol^-1
C(s)+H₂O(g)= CO(g)+H₂(g)    △H₂= +131．3 kJ·mol^-1
则反应CO(g)+H₂(g)+O₂(g)=H₂O(g)+CO₂(g)△H=            kJ·mol^-1。
（2）利用反应CO(g) +H₂(g)+O₂(g) = CO₂(g) +H₂O(g) 设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气（CO和H₂物质的量之比为1:1）作负极燃气，空气与CO₂的混合气为正极助燃气，用一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源，以石墨作电极电解饱和NaCl溶液，反应装置以及现象如图所示。则有：

①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________；
②已知饱和食盐水的体积为1 L，一段时间后，测得左侧试管中气体体积为11．2 mL(标准状况)，若电解前后溶液的体积变化忽略不计，而且电解后将溶液混合均匀，则此时溶液的pH为                。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为：
2NO(g)+2CO(g)  N₂(g)+2CO₂(g)。请回答下列问题：
（3）一定温度下，在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时，反应进行到t时刻时达到平衡状态，此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N₂)=bmol，且N₂占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K=               （用只含a、V的式子表示）
②判断该反应达到平衡的标志是____（填序号）
A．v(CO₂)_生成=v(CO)_消耗
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．混合气体的密度不再改变
D．NO、CO、N₂、CO₂的物质的量浓度均不再变化
（4）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示，则：

①有害气体NO的转化率是          ，0～15minCO₂的平均反应速率v(CO₂)=____（保留小数点后三位）。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件是     。（填序号）。
A．增加CO的量  B．加入催化剂  C．减小容器体积  D．扩大容器体积

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

已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂（g)  N₂O₄（g)  ΔH＜0。现将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。

（1）图中共有两条曲线X和Y，其中曲线_______________表示NO₂浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是______________。
（2）①前10 min内用NO₂表示的化学反应速率v（NO₂)=__________mol·L^-1·min^-1。
②0～15 min ，反应2NO₂（g)  N₂O₄（g)的平衡常数K_b=_______________。
③25 min～35 min时，反应2NO₂（g) N₂O₄（g)的平衡常数K_d_____________K_b（填“＞”、“=”或“＜”)。
（3）反应25 min时，若只改变了某一个条件，使曲线发生如上图所示的变化，该条件可能是_________________（用文字表达)，若要达到使NO₂（g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是_________________。

A．加入催化剂	B．缩小容器体积
C．升高温度	D．加入一定量的N2O4

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=                      。

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s) +H₂O(g)  CO(g) +H₂(g)  △H= +131.3kJ·mol^－1
一定温度下，在一个容积固定的密闭容器中，发生上述反应，下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是     （填字母）。
a．容器中的压强不变        b．1mol H－H 键断裂的同时断裂2molH－O键
c．v_正（CO）= v_逆（H₂O）   d．c(CO) =c(H₂)
（2）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应
CO（g）+H₂O（g） CO₂（g）+ H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所 需时间/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①该反应的逆反应为              (填“吸”或“放’’)热反应
②若实验3要达到与实验2中各物质的质量分数分别相等，且t<3min，则a、b应满足的关系是
(用含a、b的数学式表示)。
（3）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂（g）+ 3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g），右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol)的变化。

①在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入l molCO₂和3molH₂，下列措施中能使c(CH₃OH)增大的是              (填字母)
a．升高温度                      b．充入He(g)，使体系压强增大
c．将H₂O(g)从体系中分离出来      d．再充入l mol CO₂和3 molH₂
②当反应达到平衡时不断改变条件(但不改变各组分物质的量和状态)反应速率随时间的变化如图：其中表示平衡混合物中CH₃OH含量最高的一段时间是          ；如t₀～t₁平衡常数为K₁，t₂～t₃平衡常数为K₂，则K₁         K₂(填“大于”、“等于”或“小于”)。

CO是水煤气的主要成份之一，是一种无色剧毒气体，根据信息完成下列各题
Ⅰ、已知下列热化学方程式
2C(s) + O₂(g) = 2CO(g)   △H = -221kJ/mol
C(s) + O₂(g) = CO₂(g)    △H = -393kJ/mol
24g单质碳在不足量的O₂中燃烧时，生成等物质的量的CO和CO₂气体，则和24ｇ单质碳完全燃烧生成CO₂相比较，损失热量_________kJ
Ⅱ、850℃时，在10L体积不变的容器中投入2molCO和3molH₂O，发生如下反应：
CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)，当CO的转化率达60%时，反应达平衡
（1）850℃时，该反应的平衡常数为_________
（2）该条件下，将CO和H₂O都改为投入2mol，达平衡时，H₂的浓度为_________mol/L，下列情况能说明该反应一定达平衡的是_________

A．V正(CO) = V逆(CO2)

B．气体的密度不再随时间改变

C．CO的体积分数不再随时间改变

D．气体的平均摩尔质量不再随时间改变

Ⅲ、为防止CO使人中毒，一种CO分析仪的工作原理如图所示，该装置中电解质为氧化钇——氧化钠，其中O^2-可以在固体ZASICON中自由移动，则：

（1）该原电池中通入CO的电极为_________极，该电极的电极反应式为___________________
（2）通空气一极的电极反应式为____________________________________