高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

碳和氮的化合物与人类生产、 生活密切相关。
（1）在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：

利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。下列说法正确的是     （填字母编号）。

A．增加Ni的量可提高CO的转化率， Ni的转化率降低

B．缩小容器容积， 平衡右移，ΔH减小

C．反应达到平衡后， 充入CO再次达到平衡时， CO的体积分数降低

D．当4v正[Ni（CO） 4]= v正（CO） 时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态

（2）CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒， 工业上常用SO₂将CO氧化， 二氧化硫转化为单质硫。

（3）对于反应：，向某容器中充入10mol的NO和10mol的O₂，在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下随温度变化的曲线（如图）。
①比较P₁、P₂的大小关系： ________________。
②700℃时，在压强为P₂时， 假设容器为1L，则在该条件平衡常数的数值为_____ （最简分数形式）

（4）NO₂、 O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池， 其原理如图所示。该电池在使用过程中石墨Ⅰ电极上生成氧化物Y， 其电极反应式为         。若该燃料电池使用一段时间后， 共收集到20mol Y， 则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

(14分)雾霾由多种污染物形成，其中包含颗粒物（包括PM2.5在内）、氮氧化物（NOx）、CO、SO₂等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。
（1）已知：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）     ΔH=－196.6 kJ·mol^－1
2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）    ΔH=－113.0 kJ·mol^－1
则反应NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）ΔH=      kJ·mol^－1。
一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的有           。
a．体系密度保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO₃和NO的体积比保持不变
d．每消耗1 mol SO₃的同时生成1 mol NO₂
测得上述反应平衡时NO₂与SO₂体积比为1:5，则平衡常数K＝            。
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是        。

（3）下图是一种用NH₃脱除烟气中NO的原理。

①该脱硝原理中，NO最终转化为H₂O和     （填化学式）。
②当消耗1 mol NH₃和0.5 molO₂时，除去的NO在标准状况下的体积为     L。
（4）NO直接催化分解（生成N₂和O₂）也是一种脱硝途径。在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO在40℃下分解生成两种化合物，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示，写出NO分解的化学方程式               。

SO₂、NO₂、可吸人颗粒物是雾霾的主要组成。
（1）SO₂可用氢氧化钠来吸收。现有0.4 molSO₂，若用200 mL，3mol·L^—1NaOH溶液将其完全吸收，生成物为       （填化学式）。经测定所得溶液呈酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为            。
（2）CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，负极反应方程式为：               。
（3）氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应：2CO+2NON₂+2CO₂，在体积为0.5L的密闭容积中，加入0.40mol的CO和0.40 mol的NO，反应中N₂的物质的量浓度的变化情况如图所示，从反应开始到平衡时，CO的平均反应速率υ(CO)=       。

（4）用CO₂合成二甲醚的化学反应是：2CO₂(g)+6H₂(g)CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)△H>0。
合成二甲醚时，当氢气与二氧化碳的物质的量之比为4︰1，CO₂的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率υ逆(CO₂)    B点的正反应速率为υ正(CO₂)（填“>”、“<”或“="）。
②氢气的平衡转化率为         。
（5）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料，它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧实验中相关的反应有：
4NH₃(g)+3O₂(g)=2N₂(g)+6H₂O(1)    △H₁    ①
4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(1)    △H₂    ②
4NH₃(g)+6NO(g)=5N₂(g)+6H₂O(1)    △H₃    ③
请写出上述三个反应中△H₁、△H₂、△H₃三者之间关系的表达式，△H₁=       。

醇是重要的有机化工原料。一定条件下，甲醇可同时发生下面两个反应：
ⅰ2CH₃OH（g）CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)
ⅱ2CH₃OH（g）C₂H₄(g)+2H₂O(g)
I．上述反应过程中能量变化如图所示：

（1）在某密闭容器中，充人一定量CH₃OH(g)，发生上述两个反应，反应________(填“i”或“ii”)的速率较大，其原因为___________。若在容器中加入催化剂，使ii的反应速率增大，则E₁和E₂-E₁的变化是：E₁__________；E₂－E₁___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）已知：CH₃CH₂OH(g)=CH₃OCH₃(g) △H="+50.7kJ/mol" 。则乙烯气相直接水合反应C₂H₄(g)+ H₂O（g）=C₂H₅OH(g)的△H=_____________.
Ⅱ，某研究小组通过控制反应条件，在三个容积均为2L的密闭容器中只发生反应i，起始反应温度均为T℃，起始投料如下表所示：

（3）比较平衡时容器1中c₁(H₂O)和容器2中c₂(H₂O)的大小：c₁(H₂O)________c₂(H₂O)（填  “>”、“<”或“=”）；三个容器中反应的化学平衡常数分别记为K₁、K₂和K₃，三者的大小关系为__________。
（4）若容器l中平衡时CH₃OH(g) 的转化率为80%，则该温度下反应i的平衡常数K=________.

（1）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，生成NOx等污染大气。其中生成NO的能量变化示意图如下：

①反应的热化学方程式为                                  。
②根据下图所示，只改变条件R，当N₂的转化率从a₃到a₁时，平衡常数K         。

A．可能增大

B．一定不变

C．可能不变

D．可能减小

E．增大、减小、不变均有可能
（2）尿素（又称碳酰胺）是含氮量最高的氮肥，工业上利用CO₂和NH₃在一 定条件下合成尿素的反应分为：
第一步：2NH₃(g)＋CO₂(g)H₂NCOONH₄ (氨基甲酸铵) (l)
第二步：H₂NCOONH₄(l)H₂O(g)＋H₂NCONH₂(l)
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为500 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图所示：

①合成尿素总反应的快慢由第     步反应决 定。
②反应进行到10 min时测得CO₂的物质的量如 上图所示，则用CO₂表示的第一步反应的速率v(CO₂)＝   mol/(L·min)。
③由氨基甲酸铵和CO₂曲线变化可得出关于浓度 变化和平衡状态的两条结论是：
a．                                                      ；
b．                                                      。

(16分)CH₄和CO₂反应可以制造价值更高的化学产品。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO₂、6 mol CH₄，发生反应：CO₂ (g)＋CH₄(g)  2CO(g)＋2H₂(g)。平衡体系中各组分的浓度为：

物 质	CH4	CO2	CO	H2
平衡浓度(mol·L^-1)[	0.5	0.5	2.0	2.0

①此温度下,该反应的平衡常数K=________(注明单位)。
②已知：CH₄(g)＋2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)     △H₁ kJ·mol^－1
CO(g)＋H₂O (g)＝CO₂(g)＋H₂ (g)      △H₂  kJ·mol^－1
2CO(g)＋O₂(g)＝2CO₂(g)             △H₃  kJ·mol^－1
反应CO₂(g)＋CH₄(g) 2CO(g)＋2H₂(g) 的  △H="_______" kJ·mol^－1
（2）用Cu₂Al₂O₄做催化剂，一定条件下,发生反应: CO₂+CH₄ CH₃COOH, 请回答:
①温度与催化剂的催化效率和乙酸的生成速率如图。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____                        _。

②为提高上述反应CH₄的转化率，可采取的措施有_                  (写2种)。
③Cu₂Al₂O₄可溶解在稀硝酸中,被氧化的元素为     ，
每消耗3mol Cu₂Al₂O₄时被还原的HNO₃为    mol。
（3）Li₂O、Na₂O、MgO均能吸收CO₂，
①若寻找吸收CO₂的其他物质，下列建议合理的是___ 。
a．可在碱性氧化物中寻找
b．可在具有强氧化性的物质中寻找
c．可在ⅠA、ⅡA族元素的氧化物中寻找
②Li₄SiO ₄可用于吸收、释放CO₂, 原理是: 500℃时，CO₂与Li₄SiO₄接触生成Li₂CO₃；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO₂，Li₄SiO₄再生，该原理的化学方程式_____。

氨在国防、工农业等领域发挥着重要作用。
（1）工业以甲烷为原料生产氨气的过程如下：
①过程Ⅰ中，有关化学反应的能量变化如下图所示

反应①为      反应（填“吸热”或“放热”），CH₄ (g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式是                   。
②CO可降低过程Ⅱ所用催化剂的催化效率，常用乙酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收，其反应原理为：
，所得溶液经处理的又可再生，恢复其吸收CO能力，再生的适宜条件是               。（选填字母）。
a．高温、高压      b．高温、低压 
c．低温、低压      d．低温、高压
③下表是过程Ⅱ中，反应物的量相同时，不同条件下平衡体系中氨的体积分数

Ⅰ.根据表中数据，得出的结论是                    。
Ⅱ.恒温时，将N₂和H₂的混合气体充入2L密闭容器中，10分钟后反应达到平衡时n(N₂)= 0.1mol，
n(H₂)= 0.3mol。下列图象能正确表示该过程中相关量的变化的是         。（选填字母）。

（2）直接供氨式固体氧化物燃料电池能量转化率达85％，其结构示意图如图所示：

①负极的电极反应式是______。
②用该电池电解300ml的饱和食盐水。一段时间后，溶液pH=13(忽略溶液体积的变化)，则消耗NH₃溶液的体积是_____L。(标准状况)

（共12分）恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂ (g)+3 H₂(g)2NH₃(g)
（1）若反应某时刻t时，n _t (N₂) ="=" 13 mol，n _t (NH₃)="=" 6 mol，则a ==__________mol；
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L（标况下），其中NH₃的含量(体积分数)为25%，平衡时NH₃的物质的量__________；
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比、下同），n(始)∶n(平) =__________；
（4）原混合气体中，a∶b =__________；
（5）达到平衡时，N₂和H₂的转化率之比，α(N₂)∶α(H₂)="=" __________；
（6）平衡混合气体中，n(N₂)∶n(H₂)∶n(NH₃) ==__________________。

（共9分）在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

（1）800 ℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________；
（2）如图中表示NO₂的变化的曲线是________。用O₂表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO₂)＝2v(O₂)         b．容器内压强保持不变
c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)       d．容器内密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO₂气体   b．适当升高温度   
c．增大O₂的浓度   d．选择高效催化剂

恒温下，将a mol N₂与b mol H₂的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N₂（g）+3H₂(g) 2NH₃(g)
（1）若反应进行到某时刻t时，n(N₂)="13" mol，n (NH₃)="6" mol， a="________" 。
（2）反应达到平衡时，混合气体的体积为716．8L（标况下），其中NH₃的含量（体积分数）为25%。n(NH₃) __________。
（3）原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比，下同），n(始)：n（平）= _____                        。
（4）原混合气体中，a：b=           。
（5）将1molN₂和3molH₂合成NH₃反应时，下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是（填标号）_________ ；

A．容器内的总压强不随时间而变化

B．反应后混合气体的密度不再发生变化

C．三种气体的浓度相等且保持不变

D．NH3的分解速率与生成速率相等

E、混合气体的平均相对分子质量不再发生变化

汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致： N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)  ΔH>0。已知该反应在2404℃时，平衡常数K＝6.4×10^－3。
请回答下列问题。
（1）该反应的平衡常数表达式为____________________________________。
（2）该温度下，向2 L密闭容器中充入N₂和O₂各1mol，平衡时，N₂的转化率是________%(保留整数)。
（3）该温度下，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为2.5×10^－1 mol/L、4.0×10^－2 mol/L和3.0×10^－3 mol/L，此时反应________(填“处于化学平衡状态”、“向正方向进行”或“向逆方向进行”)，理由是_____________________。
（4）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，如图变化趋势正确的是________。

向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N₂和O₂，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数_______(填“变大”、“变小”或“不变”)。

工业上以氨气为原料(铂铑合金网为催化剂)催化氧化法制硝酸的过程如下：

（1）已知反应一经发生，铂铑合金网就会处于红热状态。写出氨催化氧化的化学方程式：_____。当温度降低时，化学平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“无影响”)。
（2）氨气是制取硝酸的重要原料，合成氨反应的化学方程式如下：N₂＋3H₂2NH₃，该反应在固定容积的密闭容器中进行。
①下列各项标志着该反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。

A．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2

B．v正(N2)＝v逆(H2)

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

②若在恒温条件下，将N₂与H₂按一定比例混合通入一个容积为2 L固定容积的密闭容器中，5 min后反应达平衡时，n(N₂)＝1.0 mol，n(H₂)＝0.8 mol，n(NH₃)＝0.8 mol，则反应速率v(H₂) ＝_____，平衡常数＝________。
③若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将    (填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度    (填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍。

甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)             △H₁
②CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH（g）+H₂O(g)    △H₂
③CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)         △H₃
回答下列问题：

化学键	H-H	C-O	C O	H-O	C-H
E/（kJ.mol^-1）	436	343	1076	465	413

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算△H₁=   kJ.mol^-1，已知△H₂=-58kJ.mol^-1，则△H₃=   kJ.mol^-1
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为     ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为      （填曲线标记字母），其判断理由是                 。

（3）合成气的组成n(H₂)/n(CO+CO₂)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而      （填“增大”或“减小”），其原因是        。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。

（本题12分）
氮是地球上含量丰富的一种元素，合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径，对化学工业技术也产生了重要影响。铵盐在工农业生产、生活中有着重大作用。
完成下列填空
（1）．在固定体积的密闭容器中，进行如下放热反应：N₂(g)＋3H₂(g)         2NH₃(g)，其平衡常数K与温度T的关系如下表。

T/K	298	398	498	……
平衡常数K	4．1×10^6	K1	K2	……

则该反应的平衡常数K₁________K₂ (填“＞”、“＜”或“＝”)。
（2）．能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1∶3∶2    b．v(N₂)_正＝3v(H₂)_逆
c．容器内压强保持不变                      d．混合气体的密度保持不变
NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品；NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。
请回答下列问题：
（3）．相同条件下，0．1 mol·L^－1 NH₄Al(SO₄)₂中c(NH₄⁺)________(填“等于”“大于”或“小于”)0．1 mol·L^－1 NH₄HSO₄中的c(NH₄⁺)。
（4）．如图所示是0．1 mol·L^－1电解质溶液的pH随温度变化的图像。

①其中符合0．1 mol·L^－1 NH₄Al(SO₄)₂溶液的pH随温度变化的曲线是________(填写序号)，
导致pH随温度变化的原因是_______________________________；
②20℃时，0．1 mol·L^－1 NH₄Al(SO₄)₂中2c(SO₄^2-)－c(NH₄⁺)－3c(Al^3＋)＝__________。
（5）．室温时，向100 mL 0．1 mol·L^－1 NH₄HSO₄溶液中滴加0．1 mol·L^－1 NaOH溶液，得到溶液的pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。

试分析图中a、b、c、d四个点，水的电离程度最大是________点；在b点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是______________。

“低碳循环”已引起各国家的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量和有效地开发利用CO₂正成为化学家研究的主要课题。
（1）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入到体积为2L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
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1．6	2．4	6
2	900	2	1	0．4	1．6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验2条件下平衡常数K＝           。
②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a/b 的值_______（填具体值或取值范围）。
③实验4，若900℃时，在此容器中加入CO、H₂O、CO₂、H₂均为1mol，则此时V_正    V_逆（填“＜”，“＞”，“＝”）。
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）＋3O₂（g） ＝ 2CO₂（g） ＋ 4H₂O（g）   ΔH＝－1275．6 kJ/mol
②2CO（g）+ O₂（g） ＝ 2CO₂（g）   ΔH＝－566．0 kJ/mol
③H₂O（g）＝ H₂O（l）   ΔH＝－44．0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：____________
（3）已知草酸是一种二元弱酸，草酸氢钠（NaHC₂O₄）溶液显酸性。常温下，向10 mL 0．01 mol·L^-1 H₂C₂O₄溶液中滴加10mL 0．01mol·L^-1 NaOH溶液时，比较溶液中各种离子浓度的大小关系     ；
（4）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp＝2．8×10^-9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为       ________mol/L。
（5）以二甲醚（CH₃OCH₃）、空气、H₂SO₄为原料，铂为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池的原理相似。请写出该电池负极上的电极反应式：         。