高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，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2NO(g)＋2CO(g)2CO₂(g)＋N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH__________0(填“＞”或“＜”)，ΔS__________0(填“＞”或“＜”)
②在T₁温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N₂)＝____________________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积，则CO转化率__________（填“增大”，“减少”或“不变”）
④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________________(填字母)。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－867.0 kJ·mol^－1
2NO₂(g)N₂O₄(g)ΔH＝－56.9 kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(g)的热化学方程式_________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO₂和H₂O为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为

a：_________________________________________；
b：_________________________________________。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)  ΔH
（1）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	3.041	1.000	0.120

由表中数据判断ΔH________0 (填“＞”、“＝”或“＜”)，化学平衡常数表达式K=            ；
（2）300 ℃时，在体积为2.0 L的密闭容器中通入2 mol CO和4 mol H₂ ，经过20 s 达到平衡状态，
①计算20 s内CO的反应速率为            ，此时容器中甲醇的体积分数为              ；
②若向上述平衡体系中同时加入1mol CO，2mol H₂ 和1mol CH₃OH气体，平衡移动情况是__________(填“向右”、“向左”或“不移动”)，原因是                ；
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g) = 2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH₁＝－1277.0 kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g) = 2CO₂(g) ΔH₂＝－566.0kJ/mol
③H₂O(g) = H₂O(l) ΔH₃＝－44 kJ/mol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：                          ；
（4）甲醇，氧气可制作燃料电池，写出以氢氧化钾为电解质甲醇燃料电池负极反应式             ；如图，电解KI溶液制碘，在粗试管中加入饱和的KI溶液，然后再加入苯，插入一根石墨电极和一根铁电极，使用该燃料电池做电源，铁电极与             极（填正或负）相连接，通电一段时间后，断开电源，振荡试管，上层溶液为              色，当有1.27g 碘单质生成时,需要             g CH₃OH。

某些天然气开采中含有H₂S气体，为了安全、有效地利用这一资源，提高经济价值，工业上可以采取多种处理方式。
Ⅰ．吸收：
（1）加工过程中常用氨水吸收H₂S，产物为NH₄HS，请写出对应的化学方程式：                。
Ⅱ．再利用：加工过程中产生的H₂S废气可用来制H₂，既廉价又环保。工业上采用以下两种方法制备H₂
1高温热分解法
已知：H₂S（g）H₂(g)+S(g)  △H
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H₂S分解实验。以H₂S起始浓度均为c mol·L^-1测定H₂S的转化率，结果见图。请回答：

（2）△H              0（填 “>”或者“<”）,你判断的依据是：           。
ii.图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，
（3）据图计算985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=________
2电化学法
已知：该法制氢过程的示意图如右，FeCl₃溶液可作为H₂S的吸收液。
请回答：
（4）反应池中发生反应的离子方程式为_____________。
（5）请结合化学用语解释说明该装置能够产生H₂的原因                        。
（6）该装置除了能够制氢外，还具有何种优点？请你评价                          。

在一容积为4 L的密闭容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g )  △H＜0，反应中NH₃的物质的量浓度变化情况如右图：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(H₂)为____________mol/（L·min）。
（2）该反应的化学平衡常数表达式K_____________，随温度的升高，K值将         （填“增大”、“减小”“不变”）
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为______________。
A． 0.20 mol/L       B． 0.12 mol/L       C． 0.10 mol/L    D． 0.08 mol/L
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡___________________移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡（此时NH₃的浓度约为0.25 mol/L），请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线。
（6）在三个相同容器中各充入1 molN₂和3molH₂，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是            （填序号） 。
A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P₂＞P₁
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P₁＞P₂
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T₁＞T₂
D．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能对反应的影响，且1＞2

能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。
Ⅰ、已知在常温常压下：①H₂O(I)=H₂O(g)    △H=" +44.0" kJ.mol^-1
②2CH₃OH(I)十3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  △H=" -1275.6" kJ·mol^—1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                               。
Ⅱ、工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应A：CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g） △H₁
反应B：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g） △H₂
在体积为2L的合成塔中，充人2 mol CO₂和6 mol H₂，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化及甲醇的物质的量随时间、温度变化如下图所示。（T₁、T₂均大于300℃）

（1） 则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₁___        _0（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）从反应开始到平衡(10min)，用H₂表示 的反应速率为__________；
（3）下列说法正确的是           。
A．若保持恒温，当容器中n(CH ₃OH)︰n(H₂O)为1︰1时，该反应已达平衡状态
B．若保持恒温，当容器内气体压强恒定时，该反应已达平衡状态
C．若其他条件不变，则平衡常数：K(T₁)＜K (T₂)
D．处于A点的反应体系的温度从T₁变到T₂，达到平衡时增大
（4）对于反应A，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是          。
A．增加CO₂的量                   B．升高温度
C．充入He，使体系总压强增大      D．按原比例再充入CO₂和H₂
（5）某温度下，将4mol CO和12mol H₂,充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO) ="0.5" mol·L^—1，，则该温度下该反应的平衡常数为             。
（6）在T₁温度时，将1mol CO₂和3mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为A，则容器内的压强与起始压强之比为_____    ___。

氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料，回答下列问题：
（1）氨的水溶液显弱碱性，其原因为          （用离子方程式表示），0.1 mol·L^－1的氨水中加入少量的NH₄Cl固体，溶液的pH      （填“升高”或“降低”）；若加入少量的明矾，溶液中的NH₄⁺的浓度       （填“增大”或“减小”）。
（2）硝酸铵加热分解可得到N₂O和H₂O，250℃时，硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡，该分解反应  的化学方程式为          ，平衡常数表达式为           。
（3）由N₂O和NO反应生成N₂和NO₂的能量变化如下图所示， 若生成1molN₂，计算该过程的△H=          kJ·mol^－1。

钒（V）及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
（1）V₂O₅是接触法制硫酸的催化剂。
① 一定条件下，SO₂与空气反应t min后，SO₂和SO₃物质的量浓度分别为a mol/L，b mol/L，则SO₂ 起始物质的量浓度为_________mol/L；生成SO₃的化学反应速率为__________mol/（L •  min）。
②工业制硫酸，尾气SO₂用__________吸收。
（2）全钒液流储能电池是利用不同价态离子对氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置，其原理如图所示：

①当左槽溶液逐渐由黄变蓝，其电极反应式为                          。
②充电过程中，右槽溶液颜色逐渐由        色变为            色。
③放电过程中氢离子的作用是          和           ；充电时若转移的电子数为3.01×10²³个，左槽溶液中n（H⁺）的变化量为              。

研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂(g) + NaCl(s)NaNO₃(s) + ClNO(g)  K₁  ∆H < 0    (I)
2NO(g) + Cl₂(g)2ClNO(g)    K₂  ∆H < 0    (II)
（1）4NO₂(g) + 2NaCl(s) 2NaNO₃(s) +2NO(g) + Cl₂(g) 的平衡常数K=          （用K₁、K₂表示）。
（2）为研究不同条件对反应(II)的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，则平衡后n(Cl₂)=        mol，NO的转化率а₁=      。其它条件保持不变，反应(II)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а₂     а₁（填“>”“<”或“=”），平衡常数K₂        （填“增大”、“减小”或“不变”）。若要使K₂减小，可采用的措施是           。
（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂，反应为2NO₂ + 2NaOH ="=" NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO₂恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol·L‾¹的CH₃COONa溶液，则两溶液中c(NO₃^—)、c(NO₂^—)和c(CH₃COO‾)由大到小的顺序为        。（已知HNO₂的电离常数K_a=7.1×10^—4mol·L‾¹，CH₃COOH的电离常数K _a=1.7×10^—5mol·L‾¹），可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是         （选填序号）。

A．向溶液A中加适量水	B．向溶液A中加适量NaOH
C．向溶液B中加适量水	D．向溶液B中加适量NaOH

减少二氧化碳的排放以及资源化利用具有重要意义。
（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO₂，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO₂(g)=2Fe₃O₄(s)+C(s) △H=－76.0 kJ·mol^一1，
C(s) +2H₂O(g) = CO₂(g) + 2H₂(g) △H="+113.4" kJ·mol^一1；
则反应：3FeO(s)+ H₂O(g)= Fe₃O₄(s)+ H₂(g)的△H=__________。
（2）目前 (NH₄)₂CO₃已经被用作工业捕碳剂，为研究温度对(NH₄)₂CO₃捕获CO₂效率的影响，在T₁温度下，将一定量的(NH₄)₂CO₃溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO₂气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO₂气体的浓度。然后分别在温度为T₂、T₃、T₄、T₅下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO₂气体浓度，得到趋势图(见图2)。则：
①该反应的ΔH       0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T₁～T₂及T₄～T₅两个温度区间，容器内CO₂气体浓度呈现如图2所示的变化趋势，其原因是                       。
③该反应在温度为T₁时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图1所示。当时间到达t₁时，将该反应体系温度迅速上升到T₂，并维持该温度。请在该图中画出t₁时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

（3）利用该反应捕获CO₂，在(NH₄)₂CO₃初始浓度和体积确定的情况下，提高CO₂吸收量的措施有                                 （写出两条）。

硫的化合物在科研、生活及化学工业中具有重要的应用。
（1）在废水处理领域中，H₂S或Na₂S能使某些金属离子生成极难溶的硫化物而除去。25℃，在0.10 mol•L^-1H₂S溶液中，通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH，溶液pH与c(S^2-)关系如下表（忽略溶液体积的变化、H₂S的挥发）。

pH	3	5	7	9	11
c(S^2-)/ mol•L^-1	1.4×10^-15	1.4×10^-11	6.8×10^-8	1.3×10^-5	1.3×10^-3

某溶液含0.020 mol•L^-1Mn²⁺、0.1 mol•L^-1H₂S，当溶液的pH=5时，Mn²⁺开始沉淀，则MnS的溶度积=________________。
（2）工业上采用高温分解H₂S制取氢气，其反应为2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g) △H₁，在膜反应器中分离出H₂。
①已知：H₂S(g)H₂(g)+S(g) △H₂，2S(g)S₂(g)△H₃。则△H₁=_______（用含△H₂、△H₃的式子表示。
②在密闭容器中，充入0.10molH₂S(g)，发生反应2H₂S(g)2H₂(g)+S₂(g)，控制不同的温度和压强进行实验。结果如图所示。

图中压强p₁、p₂、p₃由大到小的顺序为_______________，理由是_________________。若容器的容积为2.0L，则压强为p₃，温度为950℃时，反应经3h达到平衡，则达到平衡时v(S₂)=__________；若压强p₂=7.2MPa，温度为975℃时，该反应的平衡常数Kp=_____________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数），若保持压强不变，升温到1000℃时，则该反应的平衡常数___________（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）工业上用惰性电极电解KHSO₄饱和溶液制取H₂O₂，示意图如图所示：

①低温电解饱和KHSO₄溶液时阳极的电极反应式为_________________。
②K₂S₂O₈水解时生成H₂O₂和KHSO₄，该反应的化学方程式为_________________。

(15分)最近科学家提出“绿色自由”构想：把含有大量CO₂的空气吹入碳酸钾溶液中，再把CO₂从溶液中提取出来，并使之与氢气反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示：

（1）写出分解池中反应的化学方程式为_______________；
（2）在合成塔中，若有4.4kg CO₂与足量H₂恰好完全反应，生成气态的水和甲醇，可放出4947kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式_______________；
（3）已知合成塔中的反应是可逆的，根据平衡移动原理，低温有利于原料气的转化，而实际生产中采用300℃的温度，其原因可能是_______________；
（4）“绿色自由”构想流程中常包括物质的“循环利用”，上述流程中能体现“循环利用”的物质除碳酸钾溶液外，还包括________(化学式)。
（5）300℃时，将CO和H₂按1:3的体积比充入密闭容器中，CO₂的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题：

①若其他条件不变，将A点的体积压缩至原来的一半，一段时间后反应再达平衡是，与原平衡比较下列说法正确的是________。

A．CO2的浓度减小

B．正反应速率增大，逆反应速率减小

C．CO2和H2的体积比为1:3

D．CH3OH的体积分数增大

②将1.0molCO₂和3.0molH₂置于体积不变的密闭容器中，2min时反应达到平衡，此时体系总压强为0.10MPa，用H₂表示的反应速率为1.2mol/(L·min)，则密闭容器的体积是____L。
（6）甲醇可制作燃料电池。以氢氧化钾溶液为电解质的负极反应式是__________。当转移的电子的物质的量为_______mol时，参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。

硫酸工业中SO₂转化为SO₃是重要的反应之一，在一定压强和催化剂作用下在2L密闭容器中充入0.8molSO₂和2molO₂发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，SO₂的转化率随温度的变化如下表所示：

温度	450	500	550	600
SO2的转化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中数据判断△H        0（填“＞”、“＝”或“＜”）
（2）能判断该反应是否达到平衡状态的是           
A 容器的压强不变                   B 混合气体的密度不变
C 混合气体中SO₃的浓度不变          D  C（SO₂）=C（SO₃）
E  V正（SO₂）=V正（SO₃）             F  V正（SO₃）=2V逆（O₂）
（3）某温度下经2min反应达到平衡后C（SO₂）=0.08mol·L^－1.
①0~2min之间，O₂的反应速率为                        .
②此时的温度为           ℃.
③此温度下的平衡常数为          （可用分数表示）.
（4）若将平衡反应混合物的压强增大（假如体积可变），平衡将         向移动.

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。
I．CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：
①CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)，△H₁
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	C   O	H-O	C-H
E/(kJ·mol^-1)	436	343	876	465	413

由此计算△H₁=                     。
（2）图1中能正确反映反应①平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线为         (填曲线标记字母)，其判断理由是                                     。
    
（3）在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2。
①P₁         P₂(填“大于”或“小于”)，其判断理由是                              。
②M、N、Q三点平均速率ν_(M)、ν_(N)、ν_(Q)大小关系为                             。
③M、N、Q三点平衡常数K_M、K_N、K_Q大小关系为                               。
II．一定量的CO₂与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO₂(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。已知：气体分压(P_分)= 气体总压(P_总)× 体积分数。

完成下列填空：
①650℃时，反应达平衡后CO₂的转化率为                                    。
②T℃时，若充入等体积的CO₂和CO，平衡            (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)
③925℃时，P_总=1/96MPa，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K_P=                   。

在一定体积的密闭容器中进行某化学反应，其平衡常数表达式为K=。
化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为                            。
（2）该反应为            反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是             （多选扣分）。
A．容器中压强不变                   B．混合气体中 c(CO)不变
C．υ_正(H₂)＝υ_逆(H₂O)               D．c(CO₂)＝c(CO)
（4）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
℃。
（5）某温度下，将CO和水蒸气各1mol置于体积为1L的密闭容器中反应，达到平衡后测得CO₂为0.5mol，再通入4mol水蒸气，达到新的平衡后CO₂的物质的量等于__________mol。

苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C₆ H₅- CH₂ CH₃)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C₆ H₅- CH= CH₂)的反应方程式为：

（1）向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示：

由图可知：在600℃时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则：
①氢气的物质的量分数为           ；
②乙苯的平衡转化率为           ；
③计算此温度下该反应的平衡常数         。
（2）已知某温度下，当压强为101.3kPa时，该反应中乙苯的平衡转化率为30%；在相同温度下，若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa，则乙苯的平衡转化率       30%(填“＞、=、＜” ­)。
（3）已知：

计算上述反应的ΔH=             kJ/mol。