高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

某密闭容器中，有A、B两种气体，反应按下式进行A（g）+B（g）=2C（g）反应经过2s后浓度不再发生变化时，测得容器中各物质的浓度分别为c（A）=0．5mol/L，c（B）=0．75 mol/L，c（C）=0．5 mol/L。
（1）B物质的起始浓度各为                       
（2）2s时A的转化率                       
（3）用物质A表示反应的平均速率                               

在一定条件下，xA+yBzC的反应达到平衡。
（1）已知A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z之间的关系是            
（2）已知C是气体，且x+y=z，在增大压强时，如果平衡发生移动，则向            移动。（填“正”、“逆”、“无法判断”）
（3）已知B、C是气体，当其他条件不变，增大A的物质的量时，平衡不移动，则A是             态。（填“气”、“液”、“固”）
（4）加热后C的质量分数减少，则正反应是                  热反应。

为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO₂转化为可利用资源。目前，工业上常用CO₂来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g） ΔH＝－49.0 kJ/mol。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

（1）该反应的平衡常数表达式K＝                 ；
（2）从反应开始到平衡时，CH₃OH的平均反应速率v（CH₃OH）＝               （注明单位）；H₂的转化率＝             ；
（3）下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．每消耗1mol CO₂的同时生成1mol CH₃OH
B．CO₂、H₂、CH₃OH和H₂O的物质的量的比为1：3：1：1
C．容器中气体的压强不再改变
D．容器中气体的密度不再改变
（4）下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是
A．升高温度
B．将CH₃OH（g）从体系中分离
C．使用高效催化剂
D．恒温恒容再充入1 molCO₂和3 mol H₂

目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄ (g）＋4NO₂ (g）＝4NO(g）＋CO₂ (g）＋2H₂ O(g） ΔH＝－574 kJ·mol^－1
②CH₄ (g）＋4NO(g）＝2N₂ (g）＋CO₂ (g）＋2H₂ O(g） ΔH＝－1160 kJ·mol^－1
③H₂O(g）＝H₂O(l） ΔH＝－44．0 kJ·mol^－1
写出CH₄(g）与NO₂(g）反应生成N₂(g）、CO₂(g）和H₂O(l）的热化学方程式__________
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s）＋2NO(g）N₂ (g）＋CO₂ (g）某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

浓度/mol·L^-1 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______
A．容器内CO₂的浓度保持不变
B．v_正（N₂）="2" v_正（NO）
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在该温度下时．该反应的平衡常数为              (保留两位小数）；
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_____________。
（3）合成塔失去活性的铬锌触媒可用于制备锌锰电池。在碱性条件下，该电池的总反应为： Zn(s） ＋2MnO₂ (s） ＋H₂O(l） = Zn(OH）₂ (s） ＋Mn₂O₃(s） ，该电池正极的电极反应式是               。PbO₂可以通过石墨为电极，Pb(NO₃）₂和Cu(NO₃）₂的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为            ，阴极上观察到的现象是；            若电解液中不加入Cu(NO₃）₂这样做的主要缺点是             。

(16分)氮氧化合物是目前造成大气污染的主要气体。NO在空气中存在如下反应：
2NO(g) + O₂(g) 2NO₂(g)  ΔH
（1）上述反应分两步完成，其中第一步反应①如下，写出第二步反应②的热化学方程式（其反应的焓变ΔH₂用含ΔH、ΔH₁的式子来表示）：
①2NO(g) N₂O₂(g)     ΔH₁<0   ②__________________________
（2）在某温度下的一密闭容器中充入一定量的NO₂，测得NO₂的浓度随时间的变化曲线如下图所示，前5 秒内的O₂的平均生成速率为___________________mol•L^-1•s^-1，该条件下反应：2NO + O₂2NO₂的化学平衡常数数值为_________________，平衡后某时刻，升高反应体系的温度，建立新平衡状态后，测的混合气体的平均相对分子质量小于原平衡状态，则：
2NO(g) + O₂(g)  2NO₂(g)      ΔH______0（填“<”或 “>”）；

（3）2NO(g) + O₂(g)  2NO₂(g)的两步反应中，反应①的反应速率数值较大，是一个快反应，会快速建立平衡状态，而反应②是一个慢反应，则决定反应2NO(g) + O₂(g)  2NO₂(g)反应速率的是反应__________（填”①”或“②”）。对（2）中反应体系升高温度的过程中，发现2NO(g) + O₂(g)  2NO₂(g)的反应速率变慢，结合该反应的两步反应过程分析可能的原因__________________________(反应未使用催化剂)。
（4）若（2）中反应体系，反应开始时使用催化剂，请在（2）的图中画出该反应体系反应进程可能的曲线。
（5）电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路，原理是将NO_x在电解池中分解成无污染的N₂和O₂除去，如右图示，两电极间是固体氧化物电解质，在一定条件下可自由传导O^2­-，电解池阴极反应为__________________。

(12分）研究NO_2、SO_{2 、}CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为               。利用反应6NO₂＋ 8NH₃7N₅＋12 H₂O也可处理NO₂。当转移1.2mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下是        L。
（2）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）的ΔH=          kJ·mol^-1。
一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1:2置于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是          。
a．体系压强保持不变
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 molNO₂
（3）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下图所示。该反应ΔH         0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是                    。

合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如下图所示。

（1）天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成 H₂和 CO 的化学化学方程式为__________________;
（2）右图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数。

①分别用υA(NH₃)和υB(NH₃)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则υ_A (NH₃)          υ_B (NH₃)（填“>”、“<”或“=”）。
②在相同温度、当压强由p₁变为p₃时，合成氨反应的化学平衡常数         。（填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）NH₃(g) 与CO₂₍g) 经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

NH₃(g) 与CO₂(g) 反应生成尿素的热化学方程式为                          
人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如下图所示。

阳极室中发生的反应依次为_________________、_________________。
（4）运输氨时，不能使用铜及其合金制造的管道阀门。因为在潮湿的环境中，金属铜在有NH₃存在时能被空气中的O₂氧化，生成Cu(NH₃)₄²⁺，该反应的离子方程式为                 。

氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
（1）纳米级的Cu₂O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu₂O并通入0.10mol水蒸气发生反应：2H₂O(g)2H₂(g)＋O₂(g)△H = +484kJ·mol^—1，不同时段产生O₂的量见下表：

时间/min	20	40	60	80
n(O2)/mol	0.0010	0.0016	0.0020	0.0020

上述反应过程中能量转化形式为光能转化为            能，达平衡过程中至少需要吸收光能为             kJ。
（2）现有反应：CO(g)+ H₂O(g) CO₂(g)+ H₂(g)  △H<0，在相同温度和相同体积下进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：

物质的量	CO	H2 O	CO2	H2
甲	a mol	a mol	0 mol	0 mol
乙	0mol	0 mol	2a mol	a mol
丙	0 mol	0 mol	a mol	a mol
丁	a mol	a mol	a mol	a mol

 
上述四种情况达到平衡后，甲、乙、丙、丁容器中n(CO)的大小顺序为           。
（3）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H₂还原WO₃得金属钨，总反应为WO₃ (s) + 3H₂ (g)W (s) + 3H₂O (g)。请回答下列问题：
①某温度下反应达平衡时，H₂与水蒸气的体积比为2:3，则H₂的平衡转化率为              。
②上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：

温度	25℃  ~  550℃  ~  600℃  ~  700℃
主要成份	WO3      W2O5      WO2        W

假设WO₃完全转化为W，则三个阶段消耗H₂物质的量之比为              。
③钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I₂可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W (s) +2I₂ (g)WI₄ (g)。下列说法正确的有               （填字母）。
A．灯管内的I₂可循环使用
B．WI₄在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上
C．WI₄在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长
D．温度升高时，WI₄的分解速率加快，W和I₂的化合速率减慢

用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl(g)＋O₂(g)2Cl₂(g)＋2H₂O(g)。
（1）研究表明反应A通过如下图所示的催化剂循环实现。

反应①为：2HCl(g)＋CuO(s)H₂O(g)＋CuCl₂(g)  ΔH₁
反应②生成1molCl₂(g)的反应热为ΔH₂，则A反应的反应热表示为             。(用ΔH₁和ΔH₂表示)。
（2）反应A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的热量，且部分化学键断裂示意图如下：

①H₂O的电子式是            ，反应A的热化学方程式是              。
②断开1 mol H—O键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为          kJ，H₂O中H—O 键比HCl中H—Cl键             （填“强”或“弱”）。
（3）新型RuO₂催化剂对上述HCl转化为Cl₂的总反应具有更好的催化活性。

实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的ɑ_HCl—T曲线如上图所示，若压缩体积使压强增大，画出相应ɑ_HCl—T曲线的示意图，并简要说明理由          。

甲醇既是重要的化工原料，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) ΔH₁=－99 kJ·mol^－1
②CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g) ΔH₂="—58" kJ·mol^－1
③CO₂(g)＋H₂(g) CO(g)＋H₂O(g) ΔH₃=＋41 kJ·mol^－1
回答下列问题：
（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为               。下图中能正确反映该反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为            (填“a”或“b”)，其判断理由是               。

（2）合成气的组成时，体系中的CO平衡转化率(a)随温度升高而减小，分析其主要原因有：反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；还有             。
（3）若在一定条件下，容积恒定为VL的反应室中充入amolCO与2amolH₂，在催化剂作用下仅发生反应①，下列措施一定使c(CH₃OH)/c(CO)增大的是           （填字母）。

A．升高温度	B．充入Ar(g)使体系的总压增大
C．恒温恒容再充入H2	D．恒温恒容再充入a mol CO和2a mol H2

（1）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出热量649.5 中kJ，其热化学方程为                   。
又已知：H₂O（l）=H₂O（g）；ΔH＝+44.0kJ/mol。则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为              。
恒温、恒压（1.01×10⁵Pa）下，将2.0molSO₂与amolO₂的混合气体通入一个容积可变的密闭容器中，发生如下反应：2SO₂（g）＋O₂（g）2SO₃（g）；ΔH<0
（2）T₁℃下反应达平衡时，测得容器内n（SO₃）＝1.3mol，n（O₂）＝3.0mol，则a＝__________；平衡时SO₂的转化率为_________。T₂℃下反应达平衡时，混合气体的物质的量共为4.8mol．T₁与T₂的关系是________（选填序号）。
①T₁>T₂                ②T₁<T₂        ③T₁＝T₂

煤是一种重要的化工原料，人们将利用煤制取的水煤气、焦炭、甲醚等广泛用于工农业生产中。
（1）已知：

①C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）   △H=+131.3kJ·mol^﹣1
②CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g） △H=+41.3kJ·mol^﹣1
则碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为                 。
该反应在           （填“高温”、“低温”或“任何温度”）下有利于正向自发进行．
（2）有人利用炭还原法处理氮氧化物，发生反应C（s）+2NO（g） N₂（g）+CO₂（g）．向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，在T₁℃时，不同时间测得各物质的浓度如下表所示：

	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0．25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①10～20min内，N₂的平均反应速率v（N₂）=                      ．
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是__________（填字母序号）．
A．通入一定量的NO        B．加入一定量的活性炭
C．加入合适的催化剂      D．适当缩小容器的体积
（3）研究表明：反应CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

若反应在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的浓度均为0.020mol·L^﹣1，在该条件下达到平衡时，CO的转化率为              ．
（4）用CO做燃料电池电解CuSO₄溶液、FeCl₃和FeCl₂混合液的示意图如图1所示，其中A、B、D均为石墨电极，C为铜电极．工作一段时间后，断开K，此时A、B两极上产生的气体体积相同．

①乙中A极产生的气体在标准状况下的体积为             ．
②丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2所示，则图中③线表示的是            （填离子符号）的变化；反应结束后，要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀，需要             mL 5.0mol·L^﹣1 NaOH溶液．

在一定温度下，把2molSO₂和1molO₂通入一个一定容积的密闭容器里，发生反应：2SO₂+O₂   2SO₃，当此反应进行到一定程度时，就达到化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时SO₂、O₂和SO₃的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。填写下列空白：
（1）若a = 0．5mol，则b =               。
（2）a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，其中一个只含a、c，另一个只含b、c）

已知Fe(s)＋CO₂(g) FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ/mol，平衡常数为K；测得在不同温度下，K值如下：

温度/℃	500	700	900
K	1.00	1.47	2.40

（1）该反应的平衡常数表达式K=______________________
（2）方程式中的a________0(填“大于”“小于”或“等于”)。
（3）700℃上述反应达到平衡，要使得该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有__       ______(填序号)
A．缩小反应器体积       B．通入CO₂
C．升高温度到900℃      D．使用合适的催化剂

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃和NH₄NO₃，如下图所示。

（1）I中，NH₃和O₂在催化剂作用下反应，其化学方程式是                    。
（2）II中，2NO(g)+O₂(g) 2NO₂(g) 。起始时容器充入1molNO、0.5molO₂，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(如下图)。
①比较p₁、p₂的大小关系                  。
②在温度为500℃、压强为p₂条件下，平衡混合气中NO₂的体积分数                  。

（3）III中，将NO₂(g)转化成N₂O₄(l)，再制备浓硝酸。
①已知：2NO₂(g) N₂O₄(g)  ΔH₁    2NO₂(g) N₂O₄(l)  ΔH₂

A                      B                     C
反应过程中能量变化正确的是                （填序号）。
②N₂O­₄与O₂、H₂O化合的化学方程式                     。