高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

（1）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在abc装置中能保护铁的是       （填字母）
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是       （填名称）

（2）25℃时有关物质的溶度积如下:Ksp[Mg(OH)₂]=5.61×10^-12,Ksp[Fe (OH)₃]=2.64×10^－39
25℃时，向含有Mg²⁺，Fe³⁺的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c(Mg²⁺):c(Fe³⁺)=         。
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：
Fe₂O₃(s)+3CO(g)  2Fe(s)+3CO₂(g)    ΔH =" a" kJ·mol^－1
（3）已知：①Fe₂O₃(s)+ 3C(石墨) = 2Fe(s)+3CO(g) ΔH₁=" +" 489.0 kJ·mol^－1
②C(石墨)+CO₂(g)= 2CO(g)ΔH₂ =" +" 172.5 kJ·mol^－1则a =      kJ·mol^－1。
（4）冶炼铁反应的平衡常数表达式K =        ，温度升高后，K值       （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（5）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在 2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

	Fe2O3	CO[	Fe	CO2
甲/mol	1.0	1.0	1.0	1.0
乙/mol	1.0	2.0	1.0	1.0]

① 甲容器中CO的平衡转化率为        。
② 下列说法正确的是      （填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe₂O₃可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3

汽车尾气作为空气污染的主要来源之一，其中含有大量的有害物质，包括CO、NO_x、碳氢化合物和固体悬浮颗粒等。对汽车尾气的治理使环境工作者面临了巨大的挑战。试回答下列问题：
（1）用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mol^-1
则由CH₄将NO₂完成还原成N₂，生成CO₂和水蒸气的热化学方程式是____________________；
（2）NO_x也可被NaOH溶液吸收而生成NaNO₃、NaNO₂，已知某温度下，HNO₂的电离常数K_a=9.7×10^-4mol•L^-1，NO₂^-的水解常数为K_h=8.0×10^-10mol•L^-1，则该温度下水的离子积常数=______（用含Ka、Kh的代数式表示），此时溶液的温度______25℃（“＞”、“＜”、“=”）。
（3）化工上利用CO合成甲醇，反应的热化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）△H=-90.8KJ•mol^-1。不同温度下，CO的平衡转化率如右图所示：图中T₁、T₂、T₃的高低顺序是________，理由是______。

（4）化工上还可以利用CH₃OH生成CH₃OCH₃。在体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)。

容器编号	温度（℃）	起始物质的量（mol）	平衡物质的量（mol）
CH3OH	CH3OCH3	H2O
Ⅰ	387	0.20	0.080	0．080
Ⅱ	207	0.20	0.090	0.090

该反应的正反应为________反应（填“吸热”、“放热”），若起始是向容器Ⅰ中充入CH₃OH0.15mol、CH₃OCH₃0.15mol和H₂O0.10mol，则反应将向_____方向进行（填“正”、“逆”）。
（5）CH₃OH燃料电池在便携式通讯设备、汽车等领域有着广泛的应用。已知电池工作时的总反应方程式为：2CH₃OH+3O₂=2CO₂+4H₂O，电池工作时的示意图如右图所示：

质子穿过交换膜移向_____电极区（填“M”、“N”），负极的电极反应式为________。

工业制硝酸的主要反应为：4NH₃ (g) +5O₂ (g) 4NO(g) + 6H₂O(l) △H
（1）已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol。
N₂（g）+3H₂（g）═ 2NH₃（g）△H = ﹣92.4kJ/mol；
N₂（g）+ O₂（g）═ 2NO（g）△H = +180.6kJ/mol。
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=              。
（2）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，容器内部分物质的物质的量浓度如下表：

浓度	c(NH3)（mol/L）	c(O2)（mol/L）	c(NO)（mol/L）
起始	0.8	1.6	0
第2min	0.6	a	0.2
第4min	0.3	0.975	0.5
第6min	0.3	0.975	0.5
第8min	0.7	1.475	0.1

①反应在第2min到第4min时，O₂的平均反应速率为               。
②反应在第6min时改变了条件，改变的条件可能是           （填序号）。
A．使用催化剂     B．升高温度     C．减小压强       D．增加O₂的浓度
③下列说法中能说明4NH₃(g) + 5O₂(g)  4NO(g) + 6H₂O(g)达到平衡状态的是_________ （填序号）。
A．单位时间内生成n mol NO的同时，生成n mol NH₃
B．条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化
C．百分含量w（NH₃）=w（NO）
D．反应速率v(NH₃)：v(O₂)：v(NO)：v(H₂O) = 4：5：4：6
E．若在恒温恒压下容积可变的容器中反应，混合气体的密度不再变化
（3）某研究所组装的CH₃OH﹣O₂燃料电池的工作原理如图1所示。
①该电池工作时，b口通入的物质为                                。
②该电池正极的电极反应式为：                                   。
③以此电池作电源，在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理（装置如图2所示）的过程中，发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生，其原因可能是             （用相关的离子方程式表示）。

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2N0+2C0→ 2C0₂+N₂。在密闭容器中发生该反应时，c(C0₂)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，0〜2 S内的平均反应速率（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N₂O₅,其电极反应式为        。

（1）在一定温度下，向1L体积固定的密闭容器中加入1molA（g），发生反应2A（g）B（g）+C（g），B的物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(A)=          . 相同温度下，若开始加入A（g）的物质的量是原来的2倍，则平衡时         是原来的2倍。

a.平衡常数     b.A的平衡浓度    c.达到平衡的时间  
d.平衡时B的体积分数            e.平衡时混合气体的密度 
f .平衡时混合气体的平均摩尔质量
（2）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，反应时溶液中水的电离平衡      移动（填“向左”“向右”或“不”）；若加入少量下列试剂中的        ，产生H₂的速率
将增大。
a.NaNO₃    b.CuSO₄    c.Na₂SO₄    d.NaHSO₃   e. CH₃COOH    f.FeSO₄
（3）用惰性电极电解Cu(NO₃)₂溶液一段时间后，加入a mol 的Cu(OH)₂可使溶液恢复原状，则电解过程中转移的电子数目为_____________
（4）氯化铁溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂，得  到含有Cu²⁺等的废液，有人提出可以利用如右图的装置从得到的废液中提炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是                             ，若乙池中装入废液500mL，当阴极增重3.2g时，停止通电，此时阳极产生气体的体积（标准状况）为         （假设气体全部逸出）。

工业生产硝酸铵的流程如下图所示

（1）硝酸铵的水溶液呈       (填“酸性”、“中性”或“碱性”)；其水溶液中各离子的浓度大小顺序为：              。
（2）已知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H<0，当反应器中按n(N₂)：n(H₂)=1：3投料，分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线如右图。

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       

A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

B．P点原料气的平衡转化率接近100%，是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件

C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)＞K(N)

D．M点比N点的反应速率快

E．如果N点时c(NH₃)＝0.2 mol·L^－1，N点的化学平衡常数K≈0.93
（3）尿素（H₂NCONH₂）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH₃、CO₂为原料生产尿素，该反应实际为二步反应： 
第一步：2NH₃(g)＋CO₂(g)===H₂NCOONH₄(s)   ΔH=－272 kJ·mol^－1
第二步：H₂NCOONH₄(s)===CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)  ΔH=＋138 kJ·mol^－1
写出工业上以NH₃、CO₂为原料合成尿素的热化学方程式：                            ；
（4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下左图所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
②在上右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。

AX(g)+2X₂(g)AX₅(g)在容积为10L恒定不变的密闭容器中进行。起始时AX和X₂均为1.3mol，分三组进行实验，每组只改变一个条件且改变条件均不同。反应体系总压强随时间的变化如图所示。（计算结果均保留两位有效数字）

（1）计算实验1反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）=________________。
（2）图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX₅）由大到小的次序为______（填实验序号）；
与实验1相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：2____________，3_________。
（3）用p₁表示开始时总压强，p₂表示平衡时总压强，α表示AX的平衡转化率，则α的表达式为____________；实验1和2的平衡转化率：α₁为___________，α₂为_________________。

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△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)=0．003mol·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       ；
（3）1200℃时反应C(g)+D(g)  A(g)+B(g)的平衡常数的值为              。

对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
（1）N₂、O₂和H₂相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)     H=+180．5kJ·mol^-1；
2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   H =-483．6 kJ·mol^-1；
N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)   H =-92．4 kJ·mol^-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为                 _。
（2）氨气是化工生产的主要原料之一，在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol N₂和0.5mol H₂，发生如下反应： N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H＜0
①当反应进行到第5分钟时达到平衡，测得NH₃的浓度为0.1mol/L 则从反应开始到平衡时，v(N₂)为______________
②下列描述中能说明上述反应已达平衡的是          
A．容器内的总压强不再随时间而变化
B．混合气体的密度不再随时间变化
C．a molN≡N键断裂的同时，有6amolN—H键生成
D．N₂、H₂、NH₃的分子数之比为1∶3∶2
E．3V_正（H₂）＝2V_逆（NH₃）
F．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
③若保持反应温度不变，再向容器中充入N₂和NH₃各0.1mol , 则化学平衡将          移动(填“向左”、“向右”或“不”)
④平衡后，下列措施既能提高该反应的速率又能增大N₂的转化率的是（ ）
A．充入N₂   B．升高温度    C．向原容器内继续充一定量NH₃     D．增大压强
⑤若保持容器体积不变，下列图像正确的是（  ）

实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO₂转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化：


图2
（1）关于该反应的下列说法中，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）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v(CO₂)＝                    ；
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是                  (填字母)。
A．升高温度
B．将CH₃OH(g)及时液化抽出
C．选择高效催化剂
D．再充入l molCO₂和4 molH₂
（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：                              。
（4）选用合适的合金为电极，以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料，可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池，此电池的负极的电极反应式是：                   。

已知：CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g) ΔH＝Q，其平衡常数随温度变化如下表所示：

温度/℃	400	500	850
平衡常数	9.94	9	1

请回答下列问题：
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为____________。该反应的Q______0(填“＞”或“＜”)。

（2）850 ℃时在体积为10 L的反应器中，通入一定量的CO和H₂O(g)，发生上述反应，CO和H₂O(g)的物质的量浓度变化如图所示，则0～4 min时平均反应速率v(CO)＝____________。
（3）若在500 ℃时进行。且CO、H₂O(g)的起始浓度均为0.020 mol·L^－1，该条件下，CO的最大转化率为                  。
（4）若在850 ℃时进行，设起始时CO和H₂O(g)共为1 mol，其中H₂O(g)的体积分数为x，平衡时CO的_________________转化率为y，试推导y与x之间的关系________。

使用石油热裂解的副产物CH₄来制取CO和H₂，其生产流程如下图：

（1）工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H₂合成可再生能源甲醇。
①已知CO(g)、CH₃OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol^-1和726.5 kJ·mol^-1，则CH₃OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H₂O(l)的热化学方程式为                                         。
（2）此流程的第I步反应为：CH₄(g) + H₂O(g) CO(g) + 3H₂(g)，一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。则P_{1_________}P₂。（填“<”、“>”或“＝”）100℃时，将1 mol CH₄和2 mol H₂O通入容积为10L的恒容密闭容器中，达到平衡时CH₄的转化率为0.5。此时该反应的平衡常数K＝____________。

（3）此流程的第II步反应CO(g) + H₂O(g) CO₂(g) + H₂(g)，
的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500[	830
平衡常数K	10	9	1

从上表可以推断：该反应是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，反应达到平衡时，CO的转化率为           。
右图表示该反应在t₁时刻达到平衡、在t₂时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况：图中t₂时刻发生改变的条件是____（写出一种）。

（4）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃（NO₃^-），装置如图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是                             。

（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) ΔH=" +131.3" kJ/mol
①以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是
A．升高温度
B．增加碳的用量
C．加入催化剂
D．用CO吸收剂除去CO
②在体积不变的条件下，投入一定量的C(s)和H₂O(g)，下列能说明反应达到平衡状态的是_____________。
A．体系压强保持不变
B．体系的气体平均相对分子质量不变
C．CO和H₂的体积比保持不变
D．H₂O的反应速率与H₂的反应速率相等
（2）在900℃时，将2mol CO(g)和1mol H₂O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，反应达到平衡时H₂的体积分数为20%，通过计算求出该反应的平衡常数以及CO的平衡转化率。（要求写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）。
（3）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH＝－92.4kJ/mol。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图1：

请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为            ，判断依据是            。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其它条件相同，请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：
①N₂（g）+O₂（g）2NO（g）△H₁="a" kJ•mol^﹣1
②2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）△H₂="b" kJ•mol^﹣1
③CO（g）+1/2O₂（g）CO₂（g）△H₃="c" kJ•mol^﹣1
④2CO（g）+2NO（g）N₂（g）+2CO₂（g）△H₄
请回答下列问题：
（1）根据反应①②③，确定反应④中△H₄ =          kJ•mol^﹣1。
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数K_p时用气体组分（B）的平衡压强p（B）代替该气体物质的量浓度c（B），则反应①的K_p=                  （用表达式表示）．
（3）下列情况能说明反应②已达平衡状态的是          （填编号）．
A．单位时间内生成1mol NO₂的同时消耗了lmol NO
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变
（4）探究反应④中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图1所示的曲线．试分析实际化工生产中不采用高压的原因                                          。
（5）探究反应④中平衡时CO₂的体积分数与反应物中     的比值、温度的关系，得到如图2所示的曲线。
①在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是          。
②若保持其他条件不变，请在图2中，画出温度为T₂（T₂＜T₁）时的变化趋势曲线。

可逆反应mA（g）+nB（g）pC（g）+ qD（g）△H="a" KJ/mol，反应时间与C%（产物C的体积分数）函数关系如图13所示。

（1）据上述信息试比较下列大小关系：P₁_______ P₂，T₁_______T₂，△H_____0，△S_____0（增色填“﹥”“﹤”或“=”），图丙中使用催化剂的是_______反应线。
（2）该反应在_______（填“高温”或“低温”）下能自发进行。
（3）当该反应在两个体积相等的恒容密闭容器中进行反应时，如图：

请分析丙容器和丁容器达到平衡时C%（产物C的体积分数）是否可能相等，_____    （填“能”或“不能”），其原因是_____            _____            _____            。
（4）假设第（3）问中，图中物质的量不变，在相同温度下达到平衡时丁中A、B的浓度分别是丙中A、B的浓度的ω倍，求m：n的值为         。