高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

空气中CO₂的含量及有效利用，已经引起各国的普遍重视
Ⅰ: 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，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g) ，△H＝－49.0kJ/mol；测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图甲所示。

（1）前3min内，平均反应速率v(H₂)＝          mol·L^－1·min^－1。此温度下该反应的平衡常数为         （保留两位小数，注意要写单位）。
（2）下列措施中，既能使反应加快，又能使n(CH₃OH)／n(CO₂)增大的是             。
A．升高温度                          B．充入惰性气体
C．将H₂O(g)从体系中分离              D．再充入1mol H₂
（3）图乙中t₅时引起平衡移动的条件是               。（填序号）

A．升高温度     B．增大反应物浓度   C．使用催化剂    D．增大体系压强
（4）反应达到平衡后，若向反应体系再加入CO₂(g)、H₂(g) 、CH₃OH(g)、H₂O(g)各1mol，化学平衡            （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
Ⅱ:利用CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)将CO₂转化成燃料气。T℃时，在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH₄与CO₂，发生上述反应，吸收热量Q₁kJ，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示

（5）下列事实能说明该反应达到平衡的是(    )
a．CO的物质的量不再发生变化
b．混合气体的密度不再发生变化
c．v正（CO₂）=  2v逆（H₂）
d．混合气体压强不再发生变化
e．单位时间内生成n mol CH₄的同时消耗2n mol H₂
（6）据图可知P₁、P₂、P₃、P₄由小到大的顺序是                。
（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时通入物质的量均为0.1 mol的CH₄与CO₂，相同的温度下充分反应达到平衡后，放出热量Q₂ kJ，
则Q₁            Q₂（填 “>”“=”或“<”）
Ⅲ: 设反应①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g) 和反应②Fe(s)+H₂O(g)FeO(s)+H₂(g)的平衡常数分别为K₁、K₂，在不同温度下，  K₁、K₂的值如下表所示：

T(K)	K1	K2
973	1.47	2.36
1173	2.15	1.67

（8）现有反应CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，是                  （填“吸”或“放”）热反应。

（1）化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度，K值越大，表示_____________， K值大小与温度的关系是：温度升高，K值______________。(填一定增大、一定减小、或可能增大也可能减小)；
（2）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H₂O，在850℃时发生如下反应：
CO(g) +H₂O(g)  CO₂(g) +H₂ (g)  △H<0。
CO和H₂O浓度变化如下图，则0～4min的平均反应速率v(CO)＝_________mol·L^-1·min^-1。

（3）该反应的化学平衡常数表达式为K=                    _，850℃时当反应进行到4min时即达到平衡状态，这时化学平衡常数的数值为          。

在100℃时，将0.200 mol的四氧化二氮气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下表格：

时间	0	20	40	60	80	100
c(N2O4)	0.100	c1	0.050	c3	a	b
c(NO2)	0.000	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

试填空：
（1）该反应的化学方程式为_________________，达到平衡时四氧化二氮的转化率为________%。
（2）20s时四氧化二氮的浓度c₁=________mol·L^-1，在0～20s时间段内，四氧化二氮的平均反应速率为________mol•L^-1•s^-1。
（3）若在相同情况下最初向容器中充入的是二氧化氮气体，要达到上述同样的平衡状态，二氧化氮的初始浓度为________mol•L^-1。

汽车尾气净化的一个反应为：2NO(g）+2CO(g）⇌N₂(g）+2CO₂(g）。某小组同学为探究转化效果，在一定温度下，向2 L容器中充入NO(g）和CO(g）各2.0 mol，使其发生反应，测得达到平衡后容器的压强是起始压强的4/5。求：
（1）NO的转化率              ；
（2）此温度下的平衡常数                        。

二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用水煤气合成二甲醚，总反应为：3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=﹣246.4kJ/mol
（1）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是           （填字母代号）．
a．降低温度     b．加入催化剂      c．缩小容器体积    d．增加H₂的浓度     e．增加CO的浓度
（2）该反应的化学平衡常数表达式K=                ．温度升高平衡常数（填“变大”、“变小”、“不变”）
（3）在一体积可变的密闭容器中充入3mol H₂、3mol CO、1mol CH₃OCH₃、1mol CO₂，在一定温度和压强下发生反应：
3H₂（g）+3CO（g）⇌CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．问：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v_（正）          v_（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。
②平衡时n（CH₃OCH₃）=          ，平衡时CO的转化率为            ．
③在该反应条件下能判断反应达到化学平衡状态的依据是       （填编号）．

A．v（CO）=3v（CO2）

B．生成a mol CO2的同时消耗3a mol H2

C．c（CO2）=c（CO）

D．混合气体的平均相对分子质量不变

E．气体的密度不再改变
F．气体的总质量不再改变

硫-氨热化学循环制氢示意图如下：

（1）反应1的离子方程式为                         。
（2）反应2能量转化主要方式为                        。
（3）反应3中控制反应条件很重要，不同条件下硫酸铵分解产物不同。若在400℃时分解，产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体，A是空气中含量最多的单质，B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C能使品红溶液褪色。则400℃时硫酸铵分解的化学方程式为                       。
（4）反应4是由(a)、(b)两步反应组成：
H₂SO₄(l) =SO₃(g) +H₂O(g),H=+177kJ•mol^－1……(a)
2SO₃(g)2SO₂(g) + O₂(g)，H="+196" kJ•mol^－1……(b)
①则H₂SO₄(l)分解为SO₂(g)、O₂(g)及H₂O(g)的热化学方程式为：                    。
②在恒温密闭容器中，控制不同温度进行SO₃分解实验。以SO₃起始浓度均为cmol·L^－1，测定SO₃的转化率，结果如图，图中Ⅰ曲线为SO₃的平衡转化率与温度的关系，Ⅱ曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO₃的转化率。

i）图中点X与点Z的平衡常数K：K(X)         K(Z)（选填：＞，＜，＝）；
ii）Y点对应温度下的反应速率：v(正)         v(逆)（选填：＞，＜，＝）；
iii）随温度的升高，Ⅱ曲线逼近Ⅰ曲线的原因是：                       。

向某密闭容器中加入0.30mol A、0.10mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图1所示．如图2为t₂时刻后改变容器中条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各只改变一种条件，所改变的条件均不同．已知t₃～t₄阶段为使用催化剂．

图1               图2
（1）若t₁=20s，则t₀～t₁阶段以C浓度变化表示的反应速率为v（C）=            ； t₄～t₅阶段改变的条件为                    ;（t₀为坐标原点）
（2）若t₂～t₃阶段，C的体积分数在不断地变小，则此阶段v（正）          v（逆） （填“＞”、“=”、“＜”）; t₃～t₄的平衡常数K=                 。
（3）t₅～t₆阶段改变的条件为                ；B的起始物质的量为                      ；
（4）t₁达到平衡后，若保持容器温度和体积不变，再向容器中加入0.08mol A，0.2mol C，则平衡         （填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）移动．
（5）在温度和容积不变条件下，能判断该反应达到平衡的依据是
A．混合气体的平均相对分子质量不变     B．反应体系的总压强不变
C．生成2mol C的同时生成3mol A       D．2v_生成（A）=3v_生成（C）

一定温度下，在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B，发生反应：A(g）＋2B(g）2C(g） ΔH>0，反应达平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为X。
（1）一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中不正确的是________(填字母）。
A．物质A、B的转化率之比为1∶1
B．起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3∶(3－x）
C．充入惰性气体(如Ar），平衡向正反应方向移动
D．当2v_正(A）＝v_逆(B）时，反应一定达到平衡状态
（2）K和x的关系满足K＝____________。
（3）该反应的逆反应速率与时间的关系
如图所示。

①由图可知，反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断改变的条件：
t₂时_________________________； t₈时_________________________。
②t₂时平衡向__________(填“正反应”或“逆反应”）方向移动。
③若t₄时降压，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线。

某温度下，将2molA和3molB充入体积为2L的密闭容器中进行化学反应：A(g）＋B(g） 2C(g）   △H< 0，反应进行到10s时达到平衡，此时测得C的物质的量为2.4mol。回答下列问题:
（1）0～10s内A的平均反应速率为               。
（2）反应达平衡时B在平衡混合气体中的体积分数为                 。
（3）平衡后，其他条件不变的情况下，将体积压缩到原来的1/2时，对反应产生的影响是              。
A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
B．正、逆反应速率都不变，平衡不移动，各物质物质的量不变
C．正、逆反应速率都增大，平衡不移动，B的物质的量浓度为1.8mol/L
D．正、逆反应速率都增大，平衡不移动，各物质的物质的量不变
（4）可以证明恒温恒容条件下该可逆反应已达到平衡状态的是          。
A．混合气体的密度不随时间而改变
B．混合气体的平均摩尔质量不随时间而改变
C．B和C在混合气体中的体积分数之比不随时间而改变
D．在隔热条件下，体系的温度不随时间而改变
（5）若在其他条件不变的情况下，采取下列措施反应达平衡C的百分含量不变的是          。
A．通入He气   B．使用催化剂
C．升高温度   D．再充入1molA和1.5molB
（6）若保持原温度和容器容积不变再向其中充入2molA和1molB，平衡常数将         （填“增大” “减小”或“不变”），整个过程中物质B的转化率为           。

25 ℃，101 k Pa时，已知下列可逆反应的焓变和化学平衡常数分别为：
①(g）＋2B(g）2C(g）＋2D(l） ΔH₁＝－250.kJ·mol^－1  K₁=0.2
②(s）＋B(g）C(g） ΔH₂＝－310 kJ·mol^－1   K₂=2
③(g）＋B(g）D(l） ΔH₃＝－200 kJ·mol^－1  K₃=0.8
（1）则反应2E(s）＋2F(g）＋B(g）A(g）的ΔH=              ,K=            。
（2）写出反应①的平衡常数表达式：               。
（3）反应②的逆反应的平衡常数K₄=            。
（4）对反应①而言，升高温度平衡常数        ，增大压强平衡常数         。（填“增大或降低或不变”）

二甲醚（CH₃OCH₃）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H₂、CO和少量的CO₂）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应： 甲醇合成反应：
（i）CO(g) + 2H₂(g) = CH₃OH(g)   △H₁ = -90.1kJ•mol^-1
（ii）CO₂(g) + 3H₂(g) = CH₃OH(g) + H₂O(g)   △H₂  = -49.0kJ•mol^-1
水煤气变换反应：
（iii）CO(g) + H₂O(g) = CO₂(g) + H₂ (g)   △H₃  = -41.1kJ•mol^-1
二甲醚合成反应：
（iV）2 CH₃OH(g) = CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)   △H₄  = -24.5kJ•mol^-1
（1）分析二甲醚合成反应（iV）对于CO转化率的影响                     。
（2）由H₂和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为                  根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响：             。
（3）有研究者在催化剂（含Cu—Zn—Al—O和Al₂O₃）、压强为5.0MPa的条件下，由H₂和CO直接制备二甲醚，结果如下图所示。其中CO转化率随温度升高而降低的原因是：                           。

甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
（ⅰ）制备合成气：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g) 
（ⅱ）合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) 
请回答下列问题：
（1）制备合成气：将1.0mol CH₄和2.0mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H₂)=     。
100℃时该反应的平衡常数K=       ；若升高温度，平衡常数K将             （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②图中p₁       p₂（填“<”、”“>”或“=”）。
③为解决合成气中H₂过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO₂，发生反应如下：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为      。
（2）合成甲醇：在Cu₂O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol
CO(g)和2mol H₂(g)，发生反应(ⅱ)。
①反应（ⅱ）需在                           （填“高温”或“低温”）才能自发进行。
②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量的CO₂ 有利于维持Cu₂O的量不变，原因是_________________（用化学方程式表示）。

氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。
（1）合成氨反应N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)在一定条件下能自发进行的原因是           。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应式是                     。

（2）氨碳比[n(NH₃)/n(CO₂)]对合成尿素[2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(g)+H₂O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH₃和CO₂以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO₂或NH₃的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH₃)/ n(CO₂)]=           时，尿素产量最大；经计算，图中y=               （精确到0.01）。
（3）废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH₄⁺转化为N₂。若处理过程中产生N₂ 0.672 L（标准状况），则需要消耗0.3mol·L^-1的NaClO溶液               L。
②在微生物的作用下，NH₄⁺经过两步反应会转化为NO₃^-，两步反应的能量变化如图3所示。则1 mol NH₄⁺ (aq)全部被氧化成NO₃^- (aq)时放出的热量是               kJ。

③用H₂催化还原法可降低水中NO₃^-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH       （填“升高”、“降低”或“不变”）。

在一定体积的密闭容器中进行化学反应：CO₂ (g)+H₂(g)  CO(g) + H₂O(g)，其化学平衡常数K和温度的关系如下表所示：

t/	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0. 9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K=______________。
（2）该反应为___________反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：c (CO₂)·c (H₂) =" c" (CO) ·c (H₂O)，试判断此时的温度为_______
（4）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是（   ）
A．容器中物质的量不变
B．混合气体中各物质的浓度不变
C．消耗nmolCO₂的同时，生成了2nmolH₂
D．c (CO₂) =" c" (H₂O)

将一定量的SO₂和含0.7mol氧气的空气（忽略CO₂）放入一定体积的密闭容器中，550℃时，在催化剂作用下发生反应：2SO₂+O₂ 2SO₃   ΔH <0。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O₂，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。请回答下列问题：
（1）判断该反应达到平衡状态的标志是                   。（填字母）
a．SO₂和SO₃浓度相等             b．SO₂百分含量保持不变
c．容器中气体的压强不变        d．SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等
e．容器中混合气体的密度保持不变
（2）欲提高SO₂的转化率，下列措施可行的是               。（填字母）
a．向装置中再充入N₂               b．向装置中再充入O₂
c．改用效率更高的催化剂         d．升高温度
（3）求该反应达到平衡时SO₂的转化率（用百分数表示）为____________。
（4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl₂溶液，生成沉淀___________克？