高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

（原创）NH₃是一种重要的化工产品，可用于生产尿素 [CO(NH₂)₂]、处理烟气等。
Ⅰ．工业上合成尿素的反应：
2NH₃(g)＋CO₂(g)CO(NH₂)₂ (l) ＋ H₂O (g)   ΔH
（1） 已知合成尿素的反应分两步进行：
2NH₃(g)＋CO₂(g)NH₂COONH₄(s)   ΔH₁
NH₂COONH₄(s)  CO(NH₂)₂(l)＋ H₂O (g)   ΔH₂
其能量变化曲线如图1所示，则△H、△H₁和△H₂由小到大的顺序为__________。

图1                                图2
（2） 某实验小组为了模拟工业上合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO₂和NH₃发生反应：2NH₃(g)＋CO₂(g)  CO(NH₂)₂ (l) ＋ H₂O (g) ，反应过程中混合气体中NH₃的体积分数如图2所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO₂)______B点的正反应速率v正(CO₂)。 (填“>”、“<”或“=”)
②下列能说明该反应达到平衡状态的是________________(填代号)。
a． NH₃、CO₂、H₂O的分子数之比为2:1:1          b．体系的压强保持不变
c．单位时间内消耗1mol CO₂同时生成2mol NH₃     d．2v正(NH₃) =v逆(H₂O)
③对于有气体参与的反应，平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa，列式计算该反应的平衡常数Kp=_______            （提示：写出Kp的表达式再代入数据进行计算，分压=总压×体积分数）。
④L（L₁、L₂），X可分别代表压强或温度。右图表示L一定时，该反应CO₂ (g)的平衡转化率随X的变化关系。

X代表的物理量为__________。判断L₁、L₂的大小关系，并简述理由：              。
Ⅱ．烟气中的NO_x必须脱除(即脱硝)后才能排放：
（3）下图是一种用NH₃脱除烟气中 NO的原理。该脱硝反应中，氧化剂是        (填化学式) 。

（4）利用反应8NH₃+6NO₂═7N₂+12H₂O构成原电池，也能消除烟气的排放，同时还能充分利用化学能，装置如图所示。则电极b为______极；a电极的电极反应式为         。

恒温恒容时在甲、乙、丙三个容器中均发生反应：2A+B3C+2D，A、B、C、D均为气体，且正反应△H= -akJ·mol^-1(a＞0)。
（1）甲、乙、丙三个容器中A的物质的量分别为2mol、1mol、2mol；B的物质的量分别为1mol、1mol、2mol；达到平衡后三个容器中B的转化率从大到小顺序为_____＞_____＞_____。
（2）现在一定条件下，于反应开始投入3.0molC和3.0molD，达平衡后A的体积分数为a%。其它条件不变是，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数为a%的是_________；平衡后A的体积分数小于a%的是_________；平衡后A的体积分数大于a%的是_________；
A．4molA+2molA+2molA    B．2molA+1molB+1molD    C．2molA+1molB
（3）上题中三种选项为起始物质，达到新平衡时放出的热量A_______B；B______C；C_______a。

煤的气化和液化可能实现煤的综合利用，提高煤的利用价值。煤的间接液化是指以煤为原料，先气化（主要以水作气化剂）制成合成气，然后再通过一系列作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。
（1）CH₃OH、H₂的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ•mol^-1，△H=-285.8kJ•mol^-1，写出工业上以CO₂、H₂合成CH₃OH的热化学方程式：___________________。
（2）金属氧化物可被CO还原生成金属单质和二氧化碳。下图是四种金属氧化物（Cr₂O₃、SnO₂、PbO₂、Cu₂O）被一氧化碳还原时与温度（t）的关系曲线图1，700℃时，其中最难被还原的金属氧化物是_____（填化学式），用一氧化碳还原该金属氧化物时，若反应方程式为最简单整数比，该反应的平衡常数（K）数值等于___________。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其化学反应的热化学方程式为：CH₃OH（g）+CO（g）HCOOCH₃（g）△H=-29.1kJ•mol^-1．科研人员对该反应进行了研究．部分研究结果如图所示：

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率“看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是__________；
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是______________________。

运用化学反应原理研究部分单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）氨是氮循环过程中的重要物质，是氮肥工业的重要原料。氨的合成目前普遍使用的人工固氮方法：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)。请回答：
①已知：H-H键能为436kJ/mol，N   N键能为945kJ/mol，N一H键能为391kJ/mol．由键能计算消耗1molN₂时的△H=_________。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡_______移动（填“向左”、“向右”或“不”）；
②如图中：当温度由T₁变化到T₂时，K_A______K_B（填“＞”、“＜”或“=”）。
（2）氨气溶于水得到氨水。NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃，25℃时，将amolNH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是___________（用离子方程式表示），向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________（填“正向”、“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为________mol/L（用含a、b的代数式表示），（NH₃·H₂O的电离平衡常数取K_b=2×10^-5mol/L）
（3）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：SO₂(g)+1/2O₂(g)SO₃(g)△H＜0，是工业上生产硫酸的关键步骤。
①在某温度时，该反应的平衡常数K=0.75，若在此温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3mol SO₂、4mol O₂和4mol SO₃，则反应开始时正反应速率________逆反应速率（填“＜”、“＞”或“=”）。
②在①中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂(g)平衡浓度比原来减小的是________。
a．保持温度和容器体积不变，充入1.0mol SO₃(g)
b．保持温度和容器内压强不变，充入2.0mol He
c．降低温度
d．在其他条件不变时，减小容器的容积
③由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，当两种 沉淀共存时，＝_________。
[已知该温度时，Ksp(BaSO₄)=1.3×10^-10，Ksp(BaCO₃)=5.2×10^-9]

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，在485℃时，在体积为1 L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应合成甲醇：
（1）请完成CO₂和3mol H₂反应合成甲醇的热化学方程式：
CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋______(  )，△H＝－49.0kJ/mol
（2）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__________________。
③据图中提供的数据计算在该温度下的K值。要有计算过程。（保留三位有效数字）
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________（多选扣分）
A．容器中压强不变的状态                  B．混合气体中c（CO₂）不变的状态
C．V_逆(H₂O)="3" V_正(H₂)                    D．混合气体的密度保持不变的状态
E．用CO₂、H₂、CH₃OH的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为1：3：1的状态
F．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
（4）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1mol CO₂和3mol H₂

合成氨反应是化学上最重要的反应：
（1）合成氨原料气中的氢气可利用天然气(主要成分为CH₄)在高温、催化剂作用下与水蒸气反应制得，反应中每生成2 mol CO₂吸收316kJ热量，该反应的热化学方程式是_______________________，该方法制得的原料气中主要杂质是CO₂，若用K₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式是________________。
（2）已知N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH<0。下图是当反应器中按n(N₂)∶n(H₂)＝1∶3投料后，在200 ℃、400 ℃、600 ℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是________。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是________(填序号)

A．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系为K(M)＝K(Q) ＞K(N)

B．加催化剂能加快反应速率但H2的平衡转化率不变

C．相同压强下，投料相同，达到平衡消耗时间关系为c>b>a

D．由曲线a可知，当压强增加到100 MPa以上，NH3的物质的量分数可达到100%

③N点时c(NH₃)＝0.2 mol·L^－1，N点的化学平衡常数K＝_________________(精确到小数点后两位)。
（3）合成氨工业中含氨废水的处理方法之一是电化学氧化法，将含氨的碱性废水通入电解系统后，在阳极上氨被氧化成氮气而脱除，阳极的电极反应式为______________________。
（4）NH₃可以处理NO₂的污染，方程式如下： NO₂＋ NH₃N₂＋ H₂O（未配平）当转移0.6 mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是        L。

在一定温度下，10L恒容密闭容器中加入0.05molSO₂、0.03molO₂，反应为：
2SO₂(g)+O₂(g)=2SO₃(g) ΔH<0，经10min后反应达到平衡，测得C(SO₃)=0.004mol/L
(1) SO₂的转化率为          ，若在原平衡的基础上再加入0.05molSO₂、0.03molO₂达到平衡时，SO₂的转化率将            （填增大、减小或不变）
(2) 用SO₂表示该反应的反应速率为                                
(3) 平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比         (最简整数比)
(4) 平衡时体系中SO₃的百分含量（体积分数）                     
(5) 平衡常数K=        ；升高温度K将           （填增大、减小或不变）；假如某时刻时SO₂为0.02mol，该反应向              （填正向、逆向或不）移动。

在密闭容器中的可逆反应2CO(g)＋2NO(g)  2CO₂(g)＋N₂(g) ΔH<0达到平衡后：
（1）扩大容器体积，平衡     （填正向、逆向或不）移动，C(NO)将      （填增大、减小或不
变），反应混合物的总物质的量      （填增大、减小或不变）。
（2）升高温度平衡     （填正向、逆向或不）移动，该反应体系的压强   （填增大、减小或
不变），该反应的逆反应速率      （填增大、减小或不变）。
（3）加入催化剂，NO的物质的量     （填增大、减小或不变）理由是                      。

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能量综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生成水煤气，而当前比较流行的液化方法用煤生成CH₃OH。
（1）已知：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H₁
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)   △H₂
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)    △H₃
则反应CO(g) +2H₂(g)=CH₃OH(g) 的△H=_______。
（2）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T₁和T₂温度下平衡常数大小关系是K₁____K₂（填“>”“<”或“=”）。
②由CO合成甲醇时，CO在250℃、300℃、350℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为______℃，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以下有关该反应的说法正确的是_________（填序号）。
A．恒温、恒容条件下同，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产率
D．某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的转化率为80%
（3）一定温度下，向2L固定体积的密闭容器中加入1molCH₃OH，发生反应：CH₃OH(g) CO(g) +2H₂(g)，H₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2min内的平均反应速率v(CH₃OH)= ____________；该温度下，CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K=____________；相同温度下，若开始加入CH₃OH(g)的物质的量是原来的2倍，则_____ 是原来的2倍．
A．平衡常数      B．CH₃OH的平衡浓度     C．达到平衡的时间   D．平衡时气体的密度

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	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“＜”、“＞”或“=”）；
②830℃时，向一个5L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）=0.003mol•L^-1•s^-1．则6s时c(A)为________ mol/L，C的物质的量为_____mol；若反应经过一段时间后，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1mol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)不随时间改变      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________。

人类活动产生的CO₂长期积累，威胁到生态环境，其减排问题受到全世界关注。CO₂和H₂在一定条件下反应生成甲醇（CH₃OH）等产生，工业上利用该反应合成甲醇。
已知：25℃，101kPa下：H₂（g）+ 1/2O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-242kJ/mol
CH₃OH（g）+ 3/2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-676kJ/mol
（1）写出CO₂和H₂生成气态甲醇等产物的热化学方程式______________________；
（2）微生物燃料电池是一种利用微生物将化学能直接转化成电能的装置。已知某种甲醇微生物燃料电池中，电解质溶液为酸性，示意图如下图所示：

①电池外电路电子的流动方向为__________________（填写“从A到B”或“从B到A”）。
②工作结束后，B电极室溶液的酸性与工作前相比将_________（填写“增大”、“减小”或“不变”，溶液体积变化忽略不计）。
③A电极附近甲醇发生的电极反应式为______________ ；
（3）已知反应2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(二甲醚)(g)+H₂O(g)，温度T₁时平衡常数为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：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度/（mol•L^-1）	0.44	0.6	0.6

①比较此时正、逆反应速率的大小：V_正_________ V_逆（填“＞”“＜”或“=”）。
②若加入CH₃OH后，经10min反应达到平衡，此时C（CH₃OH）= ______；该时间内反应速率V（CH₃OH）=_____。
（4）一定条件下CO和H₂也可以制备二甲醚，将amolCO与3amolH₂充入一固定体积的密闭容器中，发生反应3CO(g)+3H₂(g)CH₃OCH₃(二甲醚) (g)+CO₂(g) △H<0，要提高CO的转化率，可以采取的措施是_______（填字母代号）
a．分离出二甲醚  b．加入催化剂 c．充入He，使体系压强增大 d．增加CO的浓度
e．再充入1molCO和3molH₂

【加试题】节能减排已经成为全社会的共识，浙江省在原先推行乙醇汽油的基础上，开始试点甲醇汽油（即在汽油中添加一定量的甲醇），根据检测的数据分析认为，若绍兴全市的100余万辆机动车全部使用甲醇汽油，一年内能减少有害气体（一氧化碳）排放将近100万吨。甲醇常利用煤气化过程中生成的CO和H₂来制备：CO+2H₂⇌CH₃OH 。
请根据图示回答下列：

（1）关于该自发反应的下列说法中，正确的是    （填字母）：
A．△H>0，△S>0                 B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0                 D．△H<0，△S>0
（2）现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO和3molH₂，测得CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，CO的平均反应速率v（CO）=             mol/(L•min)，该反应的平衡常数K=              。
（3）恒容条件下，达到平衡后，下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO)增大的有              。
A．升高温度     B．充入He气    C．再冲入1molCO和3molH₂   D．使用催化剂
（4）若在一体积可变的密闭容器中充入1molCO、2molH₂和1molCH₃OH，达到平衡时测的混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍（此过程三种物质均处于气态），则平衡时混合气体的平均摩尔质量=              g/mol。

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：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄（g），△H＜0；
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，△H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．
已知：CO(g)+ 1/2O₂(g)=CO₂(g) △H=-Q₁ kJ•mol^-1
S(s) +O₂(g) =SO₂(g) △H=-Q₂ kJ•mol^-1
则SO₂(g) +2CO(g) ="S(s)" +2CO₂(g) △H=________________；
（3）对于反应：2NO（g）+O₂═2NO₂（g），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）．
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2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。

CO₂和CH₄是两种重要的温窒气体，通过CH₄和CO₂反应制造更高价值的化学品是目前的研究方向。
（1）已知：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁="a" kJ•mol^-1
CO（g）+H₂O （g）=CO₂（g）+H₂（g）△H₂="b" kJ•mol^-1
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₃="c" kJ•mol^-1
反应CO₂（g）+CH₄（g）2CO（g）+2H₂（g） 的△H=_________；
（2）在一密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol/L的CH₄与CO₂，在一定条件下发生上述反应，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如下图。

①判断该反应的△H________0（填“＞”“＜”或“=”）
②压强P₁、P₂、P₃、P₄由大到小的顺序为________________
③1100℃该反应的平衡常数为_________（保留小数点后一位）
④在不改变反应物用量的前提下，采取合理措施将Y点平衡体系转化为X点，在转化过程中，下列变化正确的是________（填序号）
a．v(正)一直增大   b．v(逆)一直增大
c．v(正)先减小后增大  d．v(逆)先减小后增大
（3）以Cu₂Al₂O₄为催化剂，可以将CO₂和CH₄直接转化为乙酸。
①该反应的化学方程式为____________________
②将Cu₂Al₂O₄溶解在稀硝酸中的化学方程式为____________________
(4)以CO₂为原料可以合成多种物质。
①利用FeO吸收CO₂的化学方程式为：6 FeO+CO₂=2Fe₃O₄+C，则反应中每生成1 mol Fe₃O₄，转移电子的物质的量为_______mol。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，在铜电极上CO₂可转化为CH₄，另一电极石墨连接电源的_____极，则该电解反应的总化学方程式为____________________。

偏二甲肼与N₂O₄是常用的火箭推进剂，二者发生如下反应：
(CH₃)₂NNH₂（l）+2N₂O₄（l）═2CO₂（g）+3N₂（g）+4H₂O（g） （I）
（1）反应（I）中氧化剂是__________。
（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄（g）2NO₂（g）（II）当温度升高时，气体颜色变深，则反应（II）为________（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为△H．现将1molN₂O₄充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______；

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数______（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO₂的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N₂O₄）= ______mol•L^-1•s^-1。