高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

恒温恒容下，将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应：2A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（s），2 min时反应达到平衡状态，此时剩余1．2 mol B，并测得C的浓度为1．2 mol·L^－1。
（1）从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为________。
（2）x＝________。
（3）A的转化率与B的转化率之比为________。

已知I、II反应在一定条件节焓变及平衡常数如下：

（1）用△H_l、△H₂表示反应4H₂（g）+2SO₂（g）S₂（g）+4H₂O（g）的△H
（2）回答下列反应（Ⅰ）的相关问题：
①温度为T₁，在1L恒容容器中加入1.8mol H₂、1.2mol S₂, 10min时反应达到平衡。测得10min V（H₂S）=0．08 mol·L^－1·min^－l，则该条件下的平衡常数为     L·mo1^－l，若此时再向容器中充H₂、S₂、H₂S各0.8mol，则平衡移动方向为     （填“正向”、“逆向”或“不移动”）；
②温度为T₂时T₂>T₁），在1L恒容容器中也加入1.8mol H₂、1.2mol S₂，建立平衡时测得S₂的转化率为25%，据此判断△H₁     0（填“>”或“<”），与T₁时相比，平衡常数K₁     （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）常温下，用SO₂与NaOH溶液反应可得到NaHSO₃、Na₂SO₃等。
①已知Na₂SO₃水溶液显碱性，原因是     （写出主要反应的离子方程式），该溶液中，[Na⁺]      2[ SO]+ [HSO]（填“>”、“<”或“=”）。
②在某NaHSO₃、Na₂SO₃混合溶液中HSO、SO物质的量分数随pH变化曲线如图所示（部分）：根据图示，求SO的水解平衡常数=      mol·L^-1．

研究证明，CO₂可作为合成低碳烯烃的原料加以利用，目前利用CO₂合成乙烯相关的热化学方程式如下：

反应开始时在0.lMPa下，以n（H₂）：n（CO₂）=3：1的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应Ⅳ，不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量百分数如图1所示：

请回答下列问题：
（1）△H₄=        kJ-mol^－1。
（2）可以判断该反应已经达到平衡的是         。
A.v（CO₂）="2" v （C₂H₄）    
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的压强不再改变    
D.平衡常数K不再改变
E.C₂H₄的体积分数不变
（3）曲线a表示的物质为        （写化学式），判断依据是             。
（4）为提高CO₂的平衡转化率，可以采取的措施是         。
A.降低温度     
B.分离出H₂O
C.增加原催化剂的表面积    
D.增大压强
E.投料比改为n（H₂）：n（CO₂）=2：1
（5）在图2中，画出393K时体系中C₂H₄的体积分数随反应时间（从常温进料开始计时）的变化趋势曲线，并标明平衡时C₂H₄的体积分数数值。

运用化学反应原理分析解答以下问题。
（1）弱酸在水溶液中存在电离平衡，部分0.1 mol·L^－1弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	电离平衡常数（25℃）
HClO	K=2.98×10^－^8
H2CO3	K1=4.3×10^－^7 K2=5.6×10^－^11
H2SO3	K1=1.54×10^－^2 K2=1.02×10^－^7

①当弱酸的浓度一定时，升高温度，K值______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
②下列离子方程式和有关说法错误的是          。
a．少量的CO₂通入次氯酸钠溶液中：2ClO^－+ H₂O + CO₂ =" 2HClO" + CO₃^2－
b．少量的SO₂通入碳酸钠溶液中：SO₂＋H₂O＋2CO₃^2－= 2HCO₃^－＋SO₃^2－
c．相同温度时，等pH三种盐溶液的物质的量浓度关系：c（Na₂CO₃）＜ c（NaClO）＜ c（Na₂SO₃）
d．相同温度时，等物质的量浓度三种弱酸与足量NaOH溶液完全中和消耗NaOH的体积为：V(H₂CO₃） ＞V(H₂SO₃） ＞V(HClO）
③亚硒酸(H₂SeO₃）也是一种二元弱酸，有较强的氧化性。往亚硒酸溶液中不断通入SO₂会产生红褐色单质，写出该反应的化学方程式：                    ，该反应的氧化产物是          。
（2）工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理后方可排放。
①在废水中存在平衡：2CrO₄^2－(黄色）+2H⁺Cr₂O₇^2－(橙色）+H₂O。若改变条件使上述平衡向正反应方向移动，则下列说法正确的是       。
a．平衡常数K值可以不改变
b．达到新平衡CrO₄^2－的消耗速率等于Cr₂O₇^2－的消耗速率
c．再达平衡前正反应速率一定大于逆反应速率
d．平衡移动后达到新平衡溶液pH一定增大
②Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－最终生成的Cr(OH）₃在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：
Cr(OH）₃(s）Cr³⁺(aq）+3OH‾(aq）
常温下，Cr(OH）₃的溶度积Ksp=c(Cr³⁺）•c³(OH^－）=10^－32，当c(Cr³⁺）降至10^－3 mol·L^－1，溶液的pH调至4时，________（填“有”或“没有”）沉淀产生。
（3）已知：①CO(g）+2H₂(g）CH₃OH(g）
②2CH₃OH(g）CH₃OCH₃(g）+H₂O(g）
③CO(g）+H₂O(g）CO₂(g）+H₂(g）
某温度下三个反应的平衡常数的值依次为a₁、a₂、a₃，则该温度下反应3CO(g）+3H₂(g）CH₃OCH₃(g）+CO₂(g）的化学平衡常数K=      L⁴·mol^－4（用含a₁、a₂、a₃的代数式表示）。向某固定体积的密闭容器中加入3molCO和3molH₂，充分反应后恢复至原来温度，测定容器的压强为反应前的2/3，则CO的转化率_________。

甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇，反应流程中涉及如下反应（下列焓变数据均在25℃测得）：

（1）25℃时，用CH₄和O₂直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为________________；
（2）某温度下，向容积为4 L的恒容密闭容器中通入6 molCO₂和6 mol CH₄，发生反应①，5 min后反应在该温度下达到平衡，这时测得反应体系中各组分的体积分数相等，则该反应在0～5 min内的平均反应速率v（CO）=________mol·L^-1·min^-1；在相同温度下，将上述反应改在某恒压容器内进行，该反应的平衡常数________（填“增大”“不变”或“减小”）；
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，25℃时，其反应的热化学方程式为：

科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下图所示：

①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素，在下列各压强数据中，工业上制取甲酸甲酯应选择的是_______（填下列序号字母）
a．3.5×10⁶Pa        b．4.0×l0⁶Pa         c．5.0×10⁶Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中，采用的温度是80℃，其理由是______________
（4）直接甲醇燃料电池（简称DMFC）由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染、可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示：

①通入气体a的电极是电池的_____（填“正”或“负”）极，其电极反应式为__________；
②25℃时，用此电池以石墨作电极电解0.5 L饱和食盐水（足量），若两极生成的气体共1．12 L（已折算为标准状况下的体积），则电解后溶液的pH为_____（忽略溶液体积的变化）。

氧和硫的化合物在化工生产上应用非常广泛。试回答下列问题：
（1）O₃可通过电解稀硫酸（原理如下图所示，该条件下3O₂=2O₃可以发生）制得。图中阳极为      （填A或B）。若C处通入O₂，则A极的电极反应式为：           ,若C处不通入O₂ ，D、E处分别收集到1mol和0.4mol气体， 则E处收集的气体中O₃所占的体积分数为         （忽略O₃ 的分解）。

（2）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。己知：
6Ag(s)+O₃(g)===3Ag₂O(s)；△H =" -235" kJ/mol;
2 Ag₂O(s)===4Ag(s)+O₂(g)；△H = +60kJ/mol;
则反应 2O₃（g）= 3O₂（g）的△H =         。
（3）SO₂Cl₂常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知：SO₂Cl₂(g)SO₂(g)＋Cl₂(g)△H＝＋98 kJ·mol^－1。某温度时向体积为2 L的恒容密闭容器中充入0．20mol SO₂Cl₂，达到平衡时，容器中含0.1mol SO₂，该温度时反应的平衡常数为____（请带单位）。将上述所得混合气体溶于足量BaCl₂溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。
（4）对（3）中的反应，在400℃，1.01×10⁵Pa条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的SO₂Cl₂，n(SO₂)和n(SO₂Cl₂)随时间的变化曲线如图所示。

①0～20min反应的平均速率υ(SO₂Cl₂)＝___________。
②下列叙述正确的是
A．A点υ正(SO₂Cl₂)＞υ逆(SO₂Cl₂)
B．密度和平均摩尔质量不变均说明处于平衡状态
C．其它条件不变，若增大压强 ，n(SO₂)比图中D点的值大
D．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n(SO₂)比图中D点的值大

(14分)氮的氢化物NH₃、N₂H₄等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
（1）液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应：
①4NH₃(g)＋5O₂(g)＝4NO(g)＋6H₂O(l)    △H₁
②4NH₃(g)＋6NO(g)＝5N₂(g)＋6H₂O(l)    △H₂
则反应 4NH₃(g)＋3O₂(g)＝2N₂(g)＋6H₂O(l)   △H＝                。(请用含有△H₁、△H₂的式子表示)
（2）合成氨实验中，在体积为3 L的恒容密闭容器中，投入4 mol N₂和9 mol H₂在一定条件下合成氨，平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示：

温度(K)	平衡时NH3的物质的量(mol)
T1	2．4
T2	2．0

已知：破坏1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH₃(g)中的化学键消耗的能量。
①则T₁      T₂(填“>”、“<”或“=”)
②在T₂ K下，经过10min达到化学平衡状态，则0~10min内H₂的平均速率v(H₂)=         ，平衡时N₂的转化率α(N₂)=          。
③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量()、N₂体积分数φ(N₂)和气体密度(ρ)与反应时间的关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是          。

（3）某N₂H₄(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

①M区发生的电极反应式为                                          。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极)，设饱和氯化钾溶液体积为500mL，当溶液的pH值变为13时(在常温下测定)，若该燃料电池的能量利用率为80%，则需消耗N₂H₄的质量为         g(假设溶液电解前后体积不变)。

汽车尾气中含有NO、CO和碳颗粒等有害物质，已成为某些大城市空气的主要污染源。
（1）汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因为（用化学方程式表示为可逆反应）________；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因________。
（2）治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的和，反应原理为： 2CO(g)+2NO (g) CO₂(g)+N₂ (g) △H<0，某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 molCO，在三种不同实验条件下进行上述反应（体系各自保持温度不变），反应体系总压强随时间的变化如图所示：

①计算实验Ⅱ从开始至达到平衡时的反应速率v(N0)=________。
②图中三组实验从开始至达到平衡时的反应速率v( NO)由大到小的顺序为__________（填实验序号）。
③与实验Ⅱ相比，实验I和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由为：
实验I__________________________________________；
实验Ⅲ________________________________________。
④三组实验中CO的平衡转化率α₁（CO）、α_II（CO）和α_III（CO）的大小关系为____________。
⑤计算实验Ⅲ的平衡常数K=____________。

（1） 氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法，可进行连续生产。
已知：N₂(g）+O₂(g）=2NO(g）         △H=+180.5kJ/mol
N₂(g）+3H₂(g）2NH₃(g）    △H=－92.4kJ/mol
2H₂(g）+O₂(g）=2H₂O(g）       △H=－483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式_____________________________。
（2） 恒容密闭容器中进行的合成氨反应，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

t/K	298	398	498	…
K	4.1×10^6	K1	K2	…

①写出合成氨反应N₂(g）+3H₂(g）2NH₃(g）的平衡常数表达式：__________________________
②上表中K₁_______K₂（填“>”、“=”或“<”）。
（3） 如果向氨合成塔中充入10molN₂和40molH₂进行氨的合成，图A和图B为一定温度下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p）的关系图。

①下列说法正确的是__________（填序号）。
A．图中曲线表明增大体系压强(p），有利于提高氨气在混合气体中体积分数
B．如果图B中T=500℃，则温度为450℃时对应的曲线是b
C．工业上采用500℃温度可有效提高反应速率和氮气的转化率
D．当 2v_正(H₂） =3v_逆(NH₃）时，反应达到平衡状态
E．容器内混合气体密度保持不变时，反应达到平衡状态
②图A中氨气的体积分数为15％时，N₂的转化率为            。
（4）在1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺），实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图C，则正极的电极反应式        。
（5）25 ℃时，K_sp[Mg(OH）₂]＝5.61×10^－12，K_sp[MgF₂]＝7.42×10^－11。下列说法正确的是( ）。
A．25 ℃时，饱和Mg(OH）₂溶液中c(OH^—）大于饱和MgF₂溶液中c(F^—）
B．25 ℃时，某饱和Mg(OH）₂溶液中c(Mg^2＋）＝0.056 1 mol·L^－1，则溶液的pH＝9
C．25 ℃时，在Mg(OH）₂的悬浊液中加入少量的NH₄Cl固体，溶液变澄清，K_sp[Mg(OH）₂]增大
D．25 ℃时，在Mg(OH）₂悬浊液中加入NaF溶液后，Mg(OH）₂可能转化为MgF₂

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
（1）CO₂的电子式为：               。
（2）用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：（系数按顺序填在答题卷上）
___ C+ ___ KMnO₄+ ____ H₂SO₄ ＝ ____CO₂↑+ ____MnSO₄ + ____K₂SO₄+ ____H₂O
（3）甲醇是一种新型燃料，工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+ 2H₂（g） CH₃OH（g）  △H₁＝－116 kJ·mol^-1
已知： △H₂＝－283 kJ·mol^-1
 △H₃＝－242 kJ·mol^-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO ₂和水蒸气时的热化学方程式为                ；
（4）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的燃料电池装置。

①该电池负极的电极反应为：                          。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为                 。
（5）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下 CO（g）+ 2H₂（g） CH₃OH（g）的平衡常数K =             。

（6）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为5.6×10^-5 mol/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为               。

I．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如下图所示，其中Y元素原子的最外层电子数是电子层数的两倍。回答下列问题：

（1）Y元素在元素周期表中的位置是               。
（2）列举一个事实证明Y元素与Z元素的非金属性强弱：          。
（3）X的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐。该盐溶液的pH      7（填“＜”、“＞”或“＝”），其原因为（用离子方程式表示）                    。
（4）X元素的某种液态氢化物，分子中含有18个电子，只存在共价单键。该物质在碱性溶液中能够将CuO还原为Cu₂O，同时生成一种参与大气循环的气体。该反应的化学方程式为              。
II．已知可逆反应：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，平衡常数见下表：

温度/℃	500	700	850	1 000
平衡常数	2.5	1.7	1.0	0.6

（5）该反应ΔH          0（填“＜”或“＞”）。
（6）850 ℃时，若向一容积固定的密闭容器中同时充入1.0 mol CO、3.0 mol H₂O、1.0 molCO₂和x mol H₂，若要使上述反应开始时正向进行，则x应满足的条件是      。
若x＝5.0，当反应达到平衡时，n(H₂)＝         。

X是短周期中原子半径最小的元素，X、Y组成的气体甲能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；
（1）Y的原子结构示意图是_______________．
（2）甲的水溶液与硫酸铝溶液反应离子方程式                ．
（3）甲与氯化氢反应生成乙．乙所含化学键类型有          ．在0.1mol•L^﹣1乙溶液中，所含离子浓度由大到小的顺序是                       ．
（4）工业上，可通过如下转化制得尿素晶体：

①Ⅰ中恒温恒容条件下，能同时提高化学反应速率和NH₃产率的是         。
②反应Ⅱ：2NH₃（g）+ CO₂（g）CO(NH₂)₂（g）+ H₂O（g） △H₁ =" -536.1" kJ·mol^－1
（i）此反应的平衡常数表达式K=          。升高温度，K值     （填增大、减小或不变）。
（ii）尿素可用于处理汽车尾气。CO(NH₂)₂（g）与尾气中NO反应生成CO₂、N₂、H₂O（g）排出。
已知：4NH₃（g）+ 6NO（g）= 5N₂（g）+ 6H₂O（g）    △H₂ =" -1806.4" kJ·mol^－1
写出CO(NH₂)₂（g）与NO反应的热化学方程式                               。

以天然气为原料合成氨是当下主流合成氨方式，其过程简示如下：

（1）甲烷脱硫的主要目的是                                                 。
（2）甲烷一次转化发生反应：CH₄(g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)  。
在20L的密闭容器中充入CH₄(g)、H₂O(g)各1mol,CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图。压强P₁  （选填＞、＜、=）P₂；若3min后在150℃、压强为P₂时达到平衡，平均反应速率v(H₂)=           。

（3）传统的化学脱碳法是用热碳酸钾溶液洗气，用什么方法可以使洗气后的碳酸钾溶液再生以循环使用？                                                          。
铜洗能较彻底脱碳脱硫。醋酸亚铜溶于过量氨水形成的铜洗液，可吸收H₂S、O₂、CO、CO₂等，该铜洗液吸收CO₂的化学方程式：                                   。
（4）n(N₂) ：n(H₂)="1" : 3原料气进入合成塔，控制反应条件之外采取什么措施提高原料气利用率？                                                                   。
（5）NaCl、NaBr、NaI混合溶液中滴入AgNO₃溶液至c(Ag⁺)="0.07" mol·L^-1，溶液中浓度比
c(Cl^-)：c(Br^-)：c(I^-) =       ：      ：1。

	AgCl	AgBr	AgI
Ksp	2×10^-10	5×10^-13	1×10^-16

 

(14分)一定温度下，向2L的密闭容器中充入2molPCl₃(g)和1molCl₂(g)，发生反应：PCl₃(g)+Cl₂(g)PCl₅(g)，5min达平衡，容器中的压强为开始时的，并且放出37.2kJ的热量，请回答下列问题：
（1）前5min内，v(Cl₂)=        mol·L^-1·min，此温度下，平衡常数K=             。
（2）下列哪个图像能正确说明上述反应在进行到t₁时刻时，达到平衡状态           。

（3）平衡后，从容器中移走0.4molPCl₃，0.2molCl₂和0.2molPCl₅，则平衡         （填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”），c(PCl₃)        (填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）相同条件下，若起始时，向2L的密闭容器中充入1molPCl₃(g)和1molPCl₅(g)，反应达平衡后，理论上吸收           kJ的热量。
（5）PCl₅与足量的水能完全反应生成H₃PO₄和HCl，将反应后的混合液逐滴加入到过量的Na₂CO₃溶液中，请写出可能发生反应的离子方程式                 （已知：H₃PO₄的电离平衡常数：Ka₁=7.52×10^-3，Ka₂=6.23×10^-8，Ka₃=2.2×10^-13；H₂CO₃的电离平衡常数：Ka₁=4.3×10^-7，Ka₂=5.61×10^-11）

氮元素的化合物应用十分广泛。请回答：
（1）火箭燃料液态偏二甲肼（C₂H₈N₂）是用液态N₂O₄作氧化剂，二者反应放出大量的热，生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下，1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，则该反应的热化学方程式为       。
（2）25℃时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂(g)N₂O₄(g)  ΔH＝−a kJ/mol(a>0)。N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题：

①25℃时，该反应的平衡常数为                  ；
②下列情况不是处于平衡状态的是                  ：
a.混合气体的密度保持不变；
b.混合气体的颜色不再变化；
c.气压恒定时。
③若反应在120℃进行，某时刻测得n(NO₂)="0.6" mol  n(N₂O₄)=1.2mol，则此时v(正)   v(逆)（填“>”、“<”或“=”）。
（3）NH₄HSO₄在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol/LNH₄HSO₄溶液中滴加0.1 mol/LNaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。

①b点时，溶液中发生水解反应的离子是                  ；
②在c点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是                  。