高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)。求：
（1）此时A的浓度c(A)＝____mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝ n(B)＝______mol；
（2）B的平均反应速率v(B)＝________mol/(L·min)；
（3）x的值为________。

如下图，甲、乙、丙分别表示在不同条件下可逆反应：
A(g)+B(g)xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量（C%）和反应时间（t）的关系。

请根据图象回答下列问题：
（1）若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况，则          曲线表示无催化剂时的情况（填字母，下同）；
（2）若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下向平衡混合气体中充入惰性气体后的情况，则          曲线表示恒温恒容的情况；
（3）根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是     热反应（填“吸”或“放”），计量数x的值        （填取值范围）；判断的依据分别是                     。

(8分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
（1）工业上可用甲烷与水反应得到合成氨用的H₂：其热化学反应方程式为CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)  △H₄，已知有关反应的能量变化如下图所示：

则△H₄=______________(用a、b、c表示)
（2）在2个恒压的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：3H₂(g)＋N₂(g)2NH₃(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温，反应达到平衡时有关数据为：

容 器	甲	乙
反应物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2
达到平衡的时间(min)	t	5
平衡时N2的浓度(mol·L^－1)	3	c

①甲容器达到平衡所需要的时间t      5min(填“＞”、“＜” 或“＝”，下同)；乙容器达到平衡时N₂的浓度c     3 mol·L^－1。
②下图中虚线为该反应在使用催化剂条件下，关于起始N₂与H₂投料比和 H₂平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下H₂平衡转化率的示意图。

(8分)碳的化合物与人类生产、生活密切相关。
I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H₂时，发生以下反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)
（1）向1L恒容密闭容器中充入CO(g)和H₂O(g)，t℃时测得部分数据如下表。

T/min	0	1	2	3	4
n(H2O)/mol	1	0.8	0.65	0.6	0.6
n(CO)/mol	0.8	0.6	0.45	0.4	0.4

则该温度下反应的平衡常数K=________。
（2）相同温度下，若向该容器中充入l molCO、x molH₂O(g)、y molCO₂、2 molH₂，此时v(正)=v(逆)，则x、y的关系式是________________。
II．在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：
Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)₄(g)，△H，则△H_____0，(填“＞”、“＜”)；缩小容器容积，平衡向_______(填“左”或“右”)移动，△H_______(填“增大”、“减少”或“不变”，下同)，混合气体的密度_________。

（1）20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。NO₂和CO反应生成CO₂和NO反应是放热反应，NO₂和CO的总能量     （填“＞”、“＜”或“＝”）CO₂和NO的总能量。
（2）在某体积为2L的密闭容器中充入0．5mol NO₂和1mol CO，在一定条件下发生反应：NO₂+COCO₂+NO，2 min时，测得容器中NO的物质的量为0．2 mol ，则：
①该段时间内，用CO₂表示的平均反应速率为            。
②假设此反应在5 min时达到平衡，则此时容器内气体的总物质的量为        。
③下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是

A．容器内气体的质量保持不变

B．NO2的物质的量浓度不再改变

C．容器内气体的平均相对分子质量不变

D．NO2的消耗速率与CO2的消耗速率相等

E．容器内气体的物质的量保持不变

(每空2分，共12分) 在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)/mol	0．020	0．010	0．008	0．007	0．007	0．007

（1）A点处，v(正)_______v(逆)，A点正反应速率_______B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
（2）图中表示O₂变化的曲线是______。用NO₂表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝____________。

（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是______。
a．容器内压强保持不变          b．v(NO)＝2v(O₂)
c．容器内的密度保持不变        d．v_逆(NO₂)＝2v_正(O₂)
（4）能使该反应的反应速率增大的是______。
a．适当升高温度          b．及时分离出NO₂气体
c．增大O₂的浓度          d．选择高效的催化剂

（1）某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为：_______________．

（2）反应开始至2 min，Z的平均反应速率为            。
（3）不同时间测得以下反应速率：
①v(X)=0．075 mol· L^-1·min^-1  
②v(Y)=0．001 mol· L^-1·s^-1  
③v(Z)=0．06 mol·L^-1·min^-1
速率由大到小关系正确为      。
A．①＞③＞②       B．③＞①＞②      C．②>③>①

在2 L密闭容器内，800 ℃时反应：2NO(g)＋O₂(g)2NO₂(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	4	5
n(NO)(mol)	0．020	0．010	0．008	0．007	0．007	0．007

（1）800℃，反应达到平衡时，NO的物质的量浓度是________。
（2）如图中表示NO₂的变化的曲线是________。用O₂表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(NO₂)＝2v(O₂)               b．容器内压强保持不变
c．v_逆(NO)＝2v_正(O₂)            d．容器内密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO₂气体        b．适当升高温度   
c．增大O₂的浓度            d．选择高效催化剂

（1）某温度下，2L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示，则

①反应的化学方程式为___       __________。
②0~10s内，用Z表示的化学反应速率________     ____。
③X的转化率为________________。
（2）向一恒容密闭容器中充入2 mol SO₂和1mol O₂，在一定条件下发生反应：

下列有关说法不正确的是（   ）

A．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零

B．当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态

C．当单位时间生成a mol O2，同时生成2a mol SO2时，反应达到平衡状态

D．SO2和O2的转化率相等

(9分）一定温度下10L密闭容器中发生某可逆反应，其平衡常数表达式为：
根据题意完成下列填空。
（1）写出该反应的化学方程式：          ；若温度升高，K增大，该反应是         （选填“吸热”或“放热”）反应。
（2）下列能判断该反应一定达到平衡状态的是           （选填编号）。
a．v_正(H₂O)=v_逆(H₂)
b．容器中气体的密度不随时间改变
c．消耗n mol H₂同时消耗n mol CO
d．容器中物质的总物质的量不随时间改变
（3）该反应的v_正 随时间变化的关系如图。t₂时刻改变了某种条件，改变的条件可能是            或                  。

（4）实验测得t₂时刻容器内有1molH₂O，5min后H₂O的物质的量是0.8mol。则这5min内H₂O的平均反应速率为             。

(14分) Ⅰ.工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，回答下列问题：
（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO+H₂O(g)CO₂+H₂。T℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后，体系中c(H₂)=0.12mol·L^－1。该温度下此反应的平衡常数K=_______（填计算结果）。
（2）硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  ΔH=－574kJ·mol^－1
CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)  ΔH=－1160kJ·mol^－1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为：                          。
（3）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水。科学家利用此原理，设计成氨气-氧气燃料电池，则通入氨气的电极在碱性条件下发生反应的电极反应式为                   。
Ⅱ。甲醇是一种重要的有机化工原料，可用于制取甲醚。一定温度下，在三个体积为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（g）	CH3OCH3（g）	H2O（g）
I	387	0.20	0.080	0.080
II	387	0.40	a	b
III	207	0.20	0.090	0.090

（4）容器I中的反应达到平衡时所需的时间_______(填“大于”“小于”或等于)容器II中的。
（5）a=      。
（6）下列说法中能说明该反应达到平衡状态的是         。（填字母)
A．容器中压强不变     
B．混合气体中c(CH₃OCH₃) 不变
C．混合气体的密度不变 
D．单位时间内生成CH₃OH与CH₃OCH₃的分子个数之比为2:1
（7）已知下面两个反应(m、n均大于0)：
反应①：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)   ΔH=－m kJ·mol^-1
反应②：2CO(g)+4H₂(g) CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)  ΔH= －n kJ·mol^-1
则下列m与n的关系中，正确的是         （填字母)。
A．n﹥2m       B．m﹥2 n       C．2m﹥n        D．m﹥3n

（一）氮氧化物是空气的主要污染物，消除氮氧化物污染有多种方法。用催化技术可将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂，其反应为：2NO＋2CO2CO₂＋N₂，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下测得不同时间的NO和CO浓度如下表：

时间(s)	0	2	4
c(NO) ( mol·L^－1)	1.00×10^－3	2.50×10^－4	1.00×10^－4
c(CO) ( mol·L^－1)	3.60×10^－3	c’	2.70×10^－3

回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
（1）前4s内的平均反应速率v(NO)=               。c’＝             。
（2）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时，上述反应中二氧化碳浓度随温度（T）、催化剂表面积（S）和时间（t）的变化曲线。

①该反应的ΔH         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若催化剂的表面积S₁＞S₂，在答题卡图中画出c(CO₂) 在T₂、 S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（3）在恒容的密闭容器中，上述反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是

（二）沉淀溶解平衡也有平衡常数，称为溶度积常数，符号为K_sp，对于某沉淀溶解平衡：
M_mA_n(s)  mMⁿ⁺(aq) + nA^m－(aq)，K_sp＝[c(Mⁿ⁺)]^m·[c(A^m－)]ⁿ。M(Ca(OH)₂)=74g/mol
（1）常温时，Fe(OH)₃的K_sp＝1×10^－38，要使溶液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c(Fe³⁺)＜10^－5 mol·L^－1），则溶液的pH最小为               。
（2）某温度时，在100g水中溶解0.74g Ca(OH)₂达到饱和，此时溶液的体积约为100 mL，则该温度下Ca(OH)₂的溶度积常数K_sp____________。（写出计算过程）

下图表示在一定的温度下，容积固定的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，试回答下列问题：

（1）该反应的化学方程式为                  。
（2）0～t₁s 内B气体的平均反应速率为           。
（3）(t₁＋10)s 时，A的转化率为         ，此时v(A)正     v(B)逆（填“>”、“<”或“=”）。
（4）关于该反应的说法正确的是          。
a．到达t₁时刻该反应已停止
b．在t₁时刻之前B气体的消耗速率大于它的生成速率
c．在t₁时刻C气体的正反应速率等于逆反应速率
（5）容器中(t₁＋10)s时的压强与起始时的压强之比为            。

(8分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
（1）工业上可用甲烷与水反应得到合成氨用的H₂：其热化学反应方程式为
CH₄(g)＋H₂O(g)CO(g)＋3H₂(g)  △H₄，已知有关反应的能量变化如下图所示：

则△H₄=______________(用a、b、c表示)
（2）在2个恒压的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：
3H₂(g)＋N₂(g)2NH₃(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温，反应达到平衡时有关数据为：

容 器	甲	乙
反应物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2
达到平衡的时间(min)	t	5
平衡时N2的浓度(mol·L^－1)	3	c

①甲容器达到平衡所需要的时间t     5min(填“＞”、“＜”或“＝”，下同)；乙容器达到平衡时N₂的浓度c     3 mol·L^－1。
②下图中虚线为该反应在使用催化剂条件下，关于起始N₂与H₂投料比和H₂平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下H₂平衡转化率的示意图。

(8分)碳的化合物与人类生产、生活密切相关。
I．工业上先将煤转化为CO，再利用CO和水蒸气反应制H₂时，发生以下反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)
（1）向1L恒容密闭容器中充入CO(g)和H₂O(g)，t℃时测得部分数据如下表。

T/min	0	1	2	3	4
n(H2O)/mol	1	0.8	0.65	0.6	0.6
n(CO)/mol	0.8	0.6	0.45	0.4	0.4

则该温度下反应的平衡常数K=________。
（2）相同温度下，若向该容器中充入l molCO、x molH₂O(g)、y molCO₂、2 molH₂，此时v(正)=v(逆)，则x、y的关系式是________________。
II．在一恒温、恒容密闭容器中发生反应：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)₄(g)，△H
则△H_____0，(填“＞”、“＜”)；缩小容器容积，平衡向_______(填“左”或“右”)移动，△H________(填“增大”、“减少”或“不变”，下同)，混合气体的密度_________。