高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，也是一种比较理想的燃料。甲醇在各个领域有着广泛的应用。
（1）实验测得：32 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________。
（2）燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。下图是一个化学过程的示意图。2CH₃OH+3O₂+4KOH K₂CO₃+6H₂O

①A（石墨）电极的名称是               。
②通入O₂的电极的电极反应式是           。
③写出通入CH₃OH的电极的电极反应式是              。
④乙池中反应的化学方程式为                 。
⑤当电路中通过0.01mol电子时，丙池溶液的C(H⁺) =            mol/L（忽略电解过程中溶液体积的变化）。
（3）合成甲醇的主要反应是：2H₂（g）+ CO（g）CH₃OH（g） △H=—90.8 kJ·mol^—1。
①在恒温恒容条件下，充入一定量的H₂和CO，发生反应2H₂（g）+ CO（g） CH₃OH（g）。则该反应达到平衡状态的标志有
a．混合气体的密度保持不变            
b．混合气体的总压强保持不变
c．CO的质量分数保持不变             
d．甲醇的浓度保持不变
e．v_正（H₂）= v_逆（CH₃OH）           
f．v（CO）= v（CH₃OH）
②要提高反应2H₂­（g）+ CO（g） CH₃OH（g）中CO的转化率，可以采取的措施是：
a．升温        
b．加入催化剂      
c．增加CO的浓度
d．加入H₂     
e．加入惰性气体    
f．分离出甲醇

硫及其化合物在工业生产中有重要的应用，它们性质的研究对工业生产有重要的指导意义。
（1）2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，反应过程的能量变化如图所示。
已知1 mol SO₂(g)氧化为1 mol SO₃(g)放出的热量为99 kJ。请回答下列问题：
①图中E表示_________，E的大小对该反应的反应热有无影响？___________。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点升高还是降低？____________，理由是_____________；
②图中ΔH＝________kJ·mol^－1；
（2）下图表示在密闭容器中反应2SO₂+O₂2SO₃  达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况。

①a b过程中改变的条件可能是        ；
②b c过程中改变的条件可能是           ；
③若增大压强时，反应速率变化情况画在c~d处。

(14分)请回答下列问题：
（1）下表列出了一些化学键的键能E：

化学键	H—H	O===O	O—H
E/kJ·mol^－1	436	x	463

反应H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol^－1，则x＝__________。
（2）铅蓄电池是正极板上覆盖有PbO₂，负极板上覆盖有Pb，电解质溶液是H₂SO₄溶液，电池放电时的总反应：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O。
请写出充电时阴极的电极反应式：
（3）反应m A＋n Bp C，在某温度下达到平衡。

①若A、B、C都是气体，减压后正反应速率小于逆反应速率，则m、n、p的关系是_______。
②若C为气体，且m + n = p，在加压时化学平衡发生移动，则平衡必定向_______方向移动。
③若再升高温度，平衡向逆向移动，则正反应为       反应（填“吸热”或“放热”）
（4）依据氧化还原反应Zn(s)＋Cu^2＋(aq)===Zn^2＋(aq)＋Cu(s)设计的原电池如图所示。

①请在图中标出电极材料及电解质溶液（写化学式）
②盐桥中的Cl^－向________极移动（填“左”或“右”）。

光气（COCl₂）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl₂在活性炭催化下合成。
（1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为：                  ;
（2）实验室中可用氯仿（CHCl₃）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为__            ；
（3）COCl₂的分解反应为COCl₂（g）= Cl₂（g）+ CO（g） △H =" +108" kJ/mol。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10 min到14 min的COCl₂浓度变化曲线未示出）：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________（保留小数点后三位）
②比较第2 min反应温度T（2）与第8 min反应温度（T8）的高低：T（2）____T（8）（填“<”、“>”或“=”）；
③若12 min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl₂）= ______mol/L；
④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v （2—3）、v（5—6）、v （l2－13）表示]的大小___________；
⑤比较反应物COCl₂在5－6 min和15－16 min时平均反应速率的大小：v （5－6）     v（15－16）（填“<”、“>”或“=”），原因是____________。

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）＝6CO（g）+8H₂O （l）△H₁=﹣2741.8kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）＝2CO₂（g）△H₂=﹣566kJ/mol
（1）反应C₃H₈（g）+5O₂（g）＝3CO₂（g）+4H₂O（l） 的△H=              。
（2）现有1mol C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO和2mol CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）△H=+41.2kJ/mol
①下列事实能说明该反应达到平衡的是             。
a．体系中的压强不发生变化   
b．V_正（H₂）="V" _逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO₂的浓度不再发生变化
②5min后体系达到平衡，经测定，H₂为0.8mol，则v（H₂O）=    ；此时该反应的平衡常数K为  。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数K         （填“增大”、“减小”或“不变”）
依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2﹣,电池内部O^2﹣由      极移向         极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应式为            。
（3）用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO₃)₂和NaCl的混合溶液．电解开始后阴极区的现象为        。

(15分)开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
（1）已知:  
①2CH₃OH(l)+3O₂(g）= 2CO₂(g)+4H₂O(g）ΔH₁=-1275．6 kJ·mol^-1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g）ΔH₂=-566．0 kJ·mol^-1
③H₂O(g)=H₂O(l）ΔH₃=-44．0 kJ·mol^-1
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:               。
（2）生产甲醇的原料CO和H₂来源于:  CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g）ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K=             ，一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则T₁    T₂(填“<”“>”或“=”下同)，A、B、C三点处对应平衡常数(K_A、K_B、K_C)的大小关系为___________。

②120℃时,将1 mol CH₄和2 mol H₂O（g）通入容积为1 L的密闭容器中发生反应,不能说明该反应已经达到平衡状态的是           。
a．容器内气体密度恒定      
b．混合气体的相对分子质量恒定       
c．容器内的压强恒定
d．3v_正(CH₄)=v_逆(H₂）     
e．单位时间内消耗0．3 mol CH₄同时生成0．9mol H₂
（3）某实验小组利用CO(g)、O₂(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为            。当有4mol电子通过导线时，消耗标准状况下的O₂体积为            L ,此时电解质溶液的PH值           （填“变大”、“变小”或“不变”）

汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气(CO、NO_x等)的污染是重要的科学研究课题。
（1）已知：N₂(g) + O₂(g)2NO(g)   ΔH₁
N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)   ΔH₂
2H₂(g) + O₂(g)2H₂O(g) ΔH₃
则4NO(g) + 4NH₃(g) + O₂(g)4N₂(g) + 6H₂O(g)  ΔH =____________(用ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃表达)
（2）在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：2NO(g)＋2CO(g)N₂(g)＋2CO₂(g)，下列说法不能说明该反应达到平衡的是__________ (填字母)

A．NO的生成速率与NO的消耗速率相等

B．v(CO)=v(CO2)

C．体系的压强保持不变

D．各物质的浓度保持不变

（3）可用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应的化学方程式为：
C(s) + 2NO(g)N₂(g) + CO₂(g) ΔH >0
某研究小组向密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T₁℃)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

①写出该反应的平衡常数表达式：K=              。
②30 min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是             ；
若升高温度，NO浓度将            （填“增大”、“不变”或“减小”）。

(6分）一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示：

（1）从反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为________。X的物质的量浓度减少了___________，Y的转化率为________。
（2）该反应的化学方程式为_____________________。
（3）10 s后的某一时刻(t₁)改变了外界条件，其速率随时间的变化图象如图所示：

则下列说法符合该图像的是________。

A．t1时刻，增大了X的浓度	B．t1时刻，升高了体系温度
C．t1时刻，缩小了容器体积	D．t1时刻，使用了催化剂

氨气是一种重要的化工产品，工业上可以按照下图所示流程生产氨气：

（1）原料气之一氮气的工业制取方法是               ，写出氨气的工业用途（任答一点）              。
（2）写出合成塔中发生的反应的化学反应方程式             。在冷却塔中对混合气体进行冷却，冷水的入口       （答m或n）。
（3）设备C的作用               。其分离器中的过程对整个工业合成氨的意义              （试结合平衡移动原理回答）。
（4）在原料气制备过程中混有 CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的 CO，可通过如下反应来实现：CO(g)+H₂O(g）CO₂ (g)+ H₂ (g)，已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627，若要使CO的转化超过80%，则起始物中c(H₂O)：c(CO)不低于         （精确到小数点后一位）。

煤炭是我国的主要能源之一，与之伴生的二氧化硫（SO₂）和酸雨污染问题较为突出。目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫。烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫，主要有如下两种方法：
I、钠碱循环法脱硫技术。
（1）此法是利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂。Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式：               。
（2）NaOH溶液吸收SO的过程中，pH随变化关系如下表：

①由上表判断，NaHSO₃溶液显      性，用化学平衡原理解释：     。
②当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：     。

II、石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO₄的形式固定，从而降低SO₂的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO₄ (s)+ CO (g）CaO(s）+ SO₂ (g）+ CO₂ (g）   △H=218.4kJ·mol^-1(反应Ⅰ)
CaSO₄(s)+4CO(g）CaS(s）+ 4CO₂(g）          △H₂= -175.6kJ·mol^-1  (反应Ⅱ)
请回答下列问题：
（1）结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO₄(s)与CaS(s）的热化学反应方程式                  。
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp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Ⅰ的Kp=                      (用表达式表示)。
（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v₁)小于反应Ⅱ的速率(v₂)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是            。

（4）图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数 的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO₂生成量的措施有          。

A、向该反应体系中投入生石灰
B、在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C、降低CO的初始体积百分数
D、提高反应体系的温度

能源问题是人类社会面临的重大课题。甲醇是未来重要的绿色能源之一。
（l）已知：在 25 ℃、101 kPa 下,1g 甲醇燃烧生成 CO₂和液态水时放热 22.70kJ。
请写出甲醇燃烧的热化学方程式                  。
（2）由CO₂和H₂合成甲醇的化学方程式为：
CO₂（g）+ 3H₂ （g）CH₃OH（g）+H₂O （g ）
在其它条件不变的情况下，实验测得温度对反应的影响如下图所示（注：T₁、T₂均大于300 ℃）

①合成甲醇反应的△H    0。（填“>”、“<”或“="”" ）。
②平衡常数的表达式为:              ．温度为T₂时的平衡常数     温度为T₁时的平衡常数（填“>”、“<”或“=”）
③在T₁温度下，将1mol CO₂和 1 molH₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂转化率为α，则容器内的压强与起始压强的比值为            。
（3）利用甲醇燃料电池设计如下图所示的装置。该装置中 Pt 极为        极；写出 b极的电极反应式              ．

氮及氮的化合物在生产生活中有着重要的用途，NH₃、HNO₃等是重要化工产品。
（1）合成氨的原料气N₂和H₂通常是以焦炭、水和空气为原料来制取的。其主要反应是：
① 2C + O₂ → 2CO  
② C + H₂O(g) → CO + H₂  
③ CO + H₂O(g) → CO₂ + H₂
某次生产中将焦炭、H₂O(g)和空气（设空气中N₂和O₂的体积比为4:1，下同）混合反应，所得气体产物经分析，组成如下表：则表中x=      m³。

气体	CO	N2	CO2	H2	O2
体积（m^3）（标准状况）	x	20	12	60	1.0

（2）汽车尾气会排放氮的氧化物污染环境。已知气缸中生成NO的反应为：
N₂(g)+O₂(g)  2NO(g) H＞0
若1mol空气含有0.8molN₂和0.2molO₂,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10^-4mol.计算该温度下的平衡常数K=          ；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是          。
（3）SO₂和氮的氧化物都是空气中的有害气体，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。
（4）25℃时，电离平衡常数：

化学式	H2CO3	HClO	H2C4H4O6(酒石酸)
电离平衡常数	K1=4.3×10^-7  K2=5.6×10^-11	3.0×10^-8	K1=9.1×10^-4  K2=4.3×10^-5

回答下列问题：
a.常温下，将0.1mol/L的次氯酸溶液与0.1mol/L的碳酸钠溶液等体积混合，所得溶液中各种离子浓度关系不正确的是
A．c(Na⁺) ＞ c(ClO^－) ＞c(HCO₃^－) ＞c(OH^－)
B．c(Na⁺) ＞ c(HCO₃^－) ＞c(ClO^－) ＞ c(H⁺)
C．c(Na⁺) ==" c(HClO)" +c(ClO^－)+ c(HCO₃^－) + c(H₂CO₃)+ c(CO₃^2－)
D．c(Na⁺) + c(H⁺)== c(ClO^－)+ c(HCO₃^－) + 2c(CO₃^2－)
E．c(HClO) + c(H⁺)+ c(H₂CO₃)== c(OH^－) + c(CO₃^2－)
b.常温下，0.1mol/L的酒石酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH为6，则c（HC₄H₄O₆^－）+2 c（C₄H₄O₆^2－）=            （列出计算式）。

对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料，消除氧化物对环境的负面影响。
（1）25℃时，石墨和CO的燃烧热分别为：393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式            。
（2）25℃时，反应2CO₂（g）2CO（g)+ O₂（g)的平衡常数K=2.96×10^-92。在一个体积可变的密闭容器中（起始时容器体积为1L）充入一定量CO₂、CO、O₂的混合气体，要使容器中的反应开始时向CO₂分解的方向进行，起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是            。当该反应在25℃时达到平衡后，其他条件不变时，升高温度或增加容器的压强，均能使该平衡发生移动，②请在坐标中作出该反应的平衡常数K随温度（T）、压强（p）变化的示意图。

（3）1600℃时，反应2CO（g)+ O₂（g)2CO₂（g）的平衡常数K=1.0×10⁸。经测定，汽车尾气中CO和CO₂气体的浓度分别为4.0×10^-5mol/L和4.0×10^-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1600℃时的补燃器，并不断补充O₂使其浓度始终保持为4.0×10^-4mol/L。则经补燃处理后尾气中CO的浓度为      mol/L（结果保留两位有效数字）。
（4）以CO和O₂为电极燃料，以熔融K₂CO₃为电解质组成燃料电池，请写出该电池的负极反应式            。

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：
（1）已知△H₁＝-99kJ·mol^-1 ，△H₃＝+41kJ·mol^-1，则△H₂＝          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）若开始各气体的物质的量一定时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。则α（CO）值随温度升高而      （填“增大”或“减小”）；图2中的压强由大到小为              ，其判断理由是             。

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，若宁波全市的140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+2H₂CH₃OH。请根据图示回答下列：

（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）现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO和3molH₂，净测得CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如（图1）所示。从反应开始到平衡，CO的平均反应速率v(CO)＝       ，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．再充入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。
（5）根据(图2)，写出此反应的热化学方程式            。