高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

(14分)研究含Cl、N、S等元素的化合物对净化水质、防治污染有重要意义。
（1）二氧化氯(ClO₂)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂，被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO₃)或亚氯酸钠(NaClO₂)为原料制备ClO₂。亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂，但在强酸性溶液中会发生歧化反应，产生ClO₂气体，离子方程式为____________。
向亚氯酸钠溶液中加入盐酸，反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸，开始时反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是：_________________。
（2）电解法是目前研究最为热门的生产ClO₂的方法之一。下图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO₂的实验。

①电源负极为_______极(填A或B)：
②写出阴极室发生反应依次为：______________________、______________________；
（3）已知：
2SO₂(g)+ O₂ (g)2SO₃ (g)  △H =－196.6kJ·mol^－1
2NO(g)+ O₂ (g) 2NO₂ (g)  △H =－113.0kJ·mol^－1
则反应NO₂(g)+ SO₂ (g) SO₃ (g) +NO(g)的△H =                kJ·mol^－1
一定条件下，将体积比为1：2的NO₂(g)、 SO₂ (g)置于密闭容器中发生上述反应，测得上述反应平衡时的NO₂与SO₂体积比为1:6，则平衡常数K=______。

空气中CO₂含量偏高会产生温室效应，也会对人体健康造成影响；CO₂的用途广泛，合理使用则可缓解由CO₂累积所产生的温室效应，实现CO₂的良性循环。
（1）一定条件下CO₂可制得Na₂CO₃、NaHCO₃等。
①等物质的量浓度的Na₂CO₃、NaHCO₃溶液，碱性前者    后者（填“>”“<”或“=”）。
②有下列五种物质的量浓度均为0.1mol/L的电解质溶液，将其稀释相同倍数时，其中pH变化最大的是  （填字母编号）。

A．Na2CO3

B．NaHCO3

C．NaAlO2

D．CH3COONa

E．NaOH
（2）已知反应Fe(s)＋CO₂(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ/mol，测得在不同温度下，
该反应的平衡常数K随温度的变化如下：

温度(℃)	300	500	700
K	3.00	3.47	4.40

上述反应中a_______0（填“>”、“<”或“=”)；在2L密闭容器中300℃下进行反应，若Fe和CO₂的起始量均为4 mol，当达到平衡时CO₂的转化率为________。
（3）目前工业上可以用CO₂和H₂在230℃、催化剂条件下反应生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图为恒压容器中0.5 mol CO₂和1.5 mol H₂反应转化率达80%时的能量变化示意图。则该反应的热化学方程式为          。

（4）人工光合作用能够借助太阳能，用CO₂和H₂O制备化学原料。下图是制备HCOOH的示意图，根据要求回答问题：

①催化剂b表面的电极反应式为          。
②经测定，若每分钟通过质子交换膜的H⁺的物质
的量为40mol，则每小时可产生O₂     Kg。

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。

工业上用N₂和H₂合成NH₃ “N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g) ∆H<0”，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：
（1）已知：N₂(g) + O₂(g) =2NO(g)        ∆H1=" +a" kJ·mol^-1
N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)   ∆H2=－b kJ·mol^-1
2H₂(g) + O₂(g) =2H₂O(g)      ∆H3=－c kJ·mol^-1
若有34 g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为     。
（2）合成NH₃达到平衡后，某时刻改变下列条件    ，在达到新平衡的过程中正反应速率始终增大。

A．升温

B．加压

C．增大c(N2)

D．降低c(NH3)

（3）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对合成NH₃反应的影响。实验结果如图所示：（图中T表示温度，n表示起始时H₂物质的量）

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂       T₁（填“>”、“<”、“=”或“无法确定”）。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂ 的转化率最大的是   （填字母）。
③若容器容积为1L，b点对应的n=0.15mol，测得平衡时H₂的转化率为60%，则平衡时N₂的物质的量浓度
为      mol·L^－1。
（4）一定温度下，将2molN₂和4mol H₂置于1L的恒容密闭容器中反应，测得不同条件、不同时间段内合成NH₃反应中N₂的转化率，得到数据如下表：

上表中a、b、80%三者的大小关系为     （填“>”、“=”、“<”、“无法比较”）。
（5）向绝热、恒容的密闭容器中通入H₂、N₂使其在一定条件下合成NH₃，请在下图中画出平衡常数K随时间的变化曲线。

 

（本题共12分）二甲醚被称为21世纪的新型燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上常采用甲醇气相脱水法来获取。其反应方程式为：2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)
完成下列填空：
28、有机物分子中都含碳元素，写出碳原子最外层电子的轨道表示式               ；
写出甲醇分子中官能团的电子式                 。
29、碳与同主族的短周期元素相比，非金属性较强的是         （填元素符号）。写出一个能证明你的结论的化学方程式                                     。
30、在温度和体积不变的情况下，能说明反应已达到平衡状态的是      （选填编号）
a.CH₃OH的消耗速率与CH₃OCH₃的消耗速率之比为2：1
b.容器内压强保持不变
c.H₂O(g）浓度保持不变
d.气体平均相对分子质量保持不变
31、一定温度下，在三个体积约为2.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应：

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	0.40	0.16	0.16
Ⅱ	387	0.80	a
Ⅲ	207	0.40	0.18	0.18

（1）若要提高CH₃OH的平衡转化率，可以采取的措施是      （选填编号）。
a.及时移走产物       b.升高温度      c.充入CH₃OH      d.降低温度
（2）I号容器内的反应经过t min达到平衡，则CH₃OH的平均反应速率为             （用含t的式子表示）。II号容器中a =           mol。
32、若起始时向容器I中充入CH₃OH 0.2mol、CH₃OCH₃ 0.30mol和H₂O 0.20mol，则反应将向          （填“正”“逆”）反应方向进行。

物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。根据下图，完成下列填空：

27．上图中X的电子式为         ；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，用化学方程式表示该变化          ；该变化体现出硫元素的非金属性比氧元素      （填“强”或“弱”）。用原子结构解释原因            。
28．Na₂S₂O₃是一种用途广泛的钠盐。下列物质用于Na₂S₂O₃的制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是______（填字母序号）。
a．Na₂S+ S         b．Z+ S          c．Na₂SO₃ + Y         d．NaHS + NaHSO₃
29．SO₂是主要大气污染物之一。工业上烟气脱硫的方法之一是用碱液吸收，其流程如图：
。
该法吸收快，效率高。若在操作中持续通入含SO₂的烟气，则最终产物为________。室温下，0.1mol/L①亚硫酸钠 ②亚硫酸氢钠 ③硫化钠 ④硫化氢钠的四种溶液的pH由大到小的顺序是________。（用编号表示）
已知：H₂S：K_i1＝1.3×10^-7    K_i2=7.1×10^-15   H₂SO₃：K_i1＝1.3×10^-2    K_i2=6.2×10^-8
30．治理含CO、SO₂的烟道气，也可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体：
2CO(g) + SO₂ (g) S(s) + 2CO₂(g)。一定条件下，将CO与SO₂以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是      （填写字母序号）。
a．v (CO) ∶v(SO₂) = 2∶1             b．平衡常数不变
c．气体密度不变                    d．CO₂和SO₂的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时，混合气体中CO的体积分数为，则SO₂的转化率为        。

(17分)I．将0.40mol N₂O₄气体充入2L固定容积的密闭容器中发生如下反应：
N₂O₄(g) 2NO₂(g)△H。在T_l℃和T₂℃时，测得NO₂的物质的量随时间变化如下图所示：

（1）T_l℃时，40s～80s内用N₂O₄表示该反应的平均反应速率为_________________mol／(L·s)。
（2）△H___________O(填“>”、“<”或“=”)。
（3）改变条件重新达到平衡时，要使的比值变小，可采取的措施有__________(填序号)。
a．增大N₂O₄的起始浓度           b．升高温度
c．向混合气体中通入NO₂          d．使用高效催化剂
II．已知：常温下，HCN的电离常数为Ka=5×10^-10。
（4）有浓度相同的HCN和NaCN的混合溶液。
①通过计算说明该溶液的酸碱性_____________________________________________。
②该溶液中各离子的浓度由大到小的顺序是___________________________________。
（5）常温下，向某浓度的HCN溶液中逐滴加入NaOH溶液至溶液呈中性。
①该过程溶液中水的电离程度的变化为______________。
②若混合溶液中c(Na⁺)="a" mol／L，则c(HCN)=_________mol/L。

(16分)天然气在生产、生活中具有广泛的应用。
（1）CO₂(g)+4H₂(g)CH₄(g)+2H₂O(g) △H="-162" kJ·mol^-1。其他条件相同，实验测得在T₁和P_l与T₂和P₂条件下该反应的H₂平衡转化率相同，若T₁> T₂、则P_l ____P₂ (填“>”“<”或“=”)，平衡常数K_{1______}K₂(填“>” “<”或“=”)。
（2）另一合成CH₄的原理：CO(g)+3H₂(g)CH₄(g)+H₂O(g)。某温度时将0．1molCO和0.3mol H₂充入10L的密闭容器内，l0min时达平衡。测得10min内v(CO)= 0．0009mol·L^-1·min^-1，则H₂的平衡转化率为______，该温度下反应的平衡常数为___________mol^-2·L²。
（3）某实验小组依据甲烷燃烧的反应原理，设计如图所示的装置。已知甲池的总反应式为CH₄+2O₂+2KOH=K₂CO₃+3H₂O，乙池中盛有1L lmo1·L^-1CuSO₄溶液。a电极通入的气体为CH₄，其电极反应式是______，b电极的现象为______。一段时间内乙池中溶液的pH由2变为1，则在这段时间内转移电子的物质的量为________mol。

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、和）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①             

②    

③      

回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

由此计算＝，已知＝-58，则＝。
（2）反应①的化学平衡常数的表达式为；图1中能正确反映平衡常数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）合成气的组成＝2.60时，体系中的平衡转化率（）与温度和压强的关系如图2所示。值随温度升高而（填"增大"或"减小"），其原因是。图2中的压强由大到小为，其判断理由是。

合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（）。

在段，氢溶解于中形成固溶体，随着氢气压强的增大，逐惭增大；在段，与氢气发生氢化反应生成氢化物，氢化反应方程式为：；在点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，几乎不变。反应（Ⅰ）中=（用含x和y的代数式表示）。温度为T₁时，2某合金4内吸收氢气240，吸氢速率=mL•min。反应的焓变△H_Ⅰ0（填">""<"或"="）。
（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T₁）η（T₂）（填">""<"或"="）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的点（填"b""c"或"d"），该贮氢合金可通过或的方式释放氢气。
（3）贮氢合金可催化由、合成的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为。已知温度为T时：

(14分)烟气(主要污染物SO₂、NOx)经O₃预处理后用CaSO₃水悬浮液吸收，可减少烟气中SO₂、NOx的含量。O₃氧化烟气中SO₂、NOx的主要反应的热化学方程式为：
NO(g)＋O₃(g)=NO₂(g)＋O₂(g) △H=－200．9kJ·mol^－1
NO(g)＋1/2O₂(g)=NO₂(g) △H=－58．2kJ·mol^－1
SO₂(g)＋O₃(g)=SO₃(g)＋O₂(g)  △H=－241．6kJ·mol^－1
（1）反应3NO(g)＋O₃(g)=3NO₂(g)的△H=_______mol·L^－1。
（2）室温下，固定进入反应器的NO、SO₂的物质的量，改变加入O₃的物质的量，反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO₂)和n(SO₂)随反应前n(O₃)：n(NO)的变化见下图。

①当n(O₃)：n(NO)>1时，反应后NO₂的物质的量减少，其原因是__________。
②增加n(O₃)，O₃氧化SO₂的反应几乎不受影响，其可能原因是_________。
（3）当用CaSO₃水悬浮液吸收经O₃预处理的烟气时，清液(pH约为 8)中SO₃^2－将NO₂转化为NO₂^－，其离子方程式为：___________。
（4）CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液，达到平衡后溶液中c(SO₃^2－)=________[用c(SO₄^2－)、Ksp(CaSO₃)和Ksp(CaSO₄)表示]；CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液能提高NO₂的吸收速率，其主要原因是_________。

用将转化为，可提高效益，减少污染，
（1）传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现，

其中，反应①为：  △H₁反应②生成的反应热为△H₂，则总反应的热化学方程式为（反应热用△H₁和△H₂表示）。

（2）新型催化剂对上述转化为的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的平衡转化率随温度变化的a_HCl-T曲线如图，则总反应的△H0（填"＞"、"﹦"或"＜"）；A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应a_HCl-T曲线的示意图，并简要说明理由。
③下列措施中有利于提高a_HCl的有 。
A、增大n（）         B、增大n（）  
C、使用更好的催化剂       D、移去

（3）一定条件下测得反应过程中n（Cl₂）的数据如下：

t（min）	0	2.0	4.0	6.0	8.0
n（Cl2）/10^-3mol	0	1.8	3.7	5.4	7.2

计算2.0～6.0min内以的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min^-1为单位，写出计算过程）。
（4）用途广泛，写出用制备漂白粉的化学方程式。

苯硫酚（PhSH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(PhCl)和硫化氢(H₂S)在高温下反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（PhH）生成。
I：PhCl_(g)+H₂S_(g)PhSH_(g)+HCl_(g)       △H₁=—16.8kJ·mol^-1
II：PhCl_(g)+H₂S_(g) ==PhH_(g)+ HCl_(g)+S_8(g)    △H₂
回答下列问题：
（1）反应I为可逆反应，写出平衡常数的表达式K=_______________________，
反应II为不可逆反应，△H₂=___________0。(填写“>”，“<”，“=”)
（2）上述两个反应的能量变化如图一所示，则在某温度时反应速度v(I)__   __ v(II)(填写“>”,“<”,“=”)。

 
（3）现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图二和图三。
①请解释图二中两条曲线的变化_______________________。
②若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是______________________。
（4）请根据图二、图三，画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量随时间变化的曲线图。

(本题共12分)合成尿素的反应为：2NH₃(g)＋CO₂(g)  CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)＋Q（Q＞0）。一定条件下，在10 L的恒容密闭容器中，充入2 mol NH₃和1 mol CO₂，反应经5 min后达到平衡，测得容器中气体的密度为4.2 g/L。
完成下列填空：
23．平均反应速率υ(NH₃)＝____________。
24．下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________（填序号）。
a．2υ_正(NH₃)＝υ_逆(H₂O)       
b．气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c．NH₃和CO₂的比例保持不变
d．气体的压强不再发生变化
25．为提高尿素的产率，工业上用该反应生产尿素时，合适的反应条件是_______（填序号）。
a．200℃        b．800℃      c．101 kPa       d．24000 kPa
26．上述反应所涉及的4种元素中，原子半径从大到小的排列顺序为_________；原子核外有2个未成对电子的元素是________；反应所涉及的化合物中仅有一种是非极性分子，其电子式为_____________。
27．下列能用于判断氮、碳两种元素非金属性强弱的是________（填序号）。
a．气态氢化物沸点           b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱
c．HCN中，碳为＋2价         d．单质晶体类型

(本题共12分)
23．铁与同周期的钙性质有很大的差异，铁的熔点更高，而钙的金属活动性更强，这都说明铁的金属键比钙更_____(选填“强”、“弱”)。与钢铁比，纯净的铁有很强的抗腐蚀性，原因____________________。氯化铁受热会发生升华现象这说明氯化铁是______________(选填“离子”、“共价”)化合物。
24．一定条件下，在容积一定的容器中，铁和CO₂发生反应：Fe(s)+CO₂(g) FeO(s)+CO(g)，该反应的平衡常数表达式K=__________。下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO₂)增大的是___________（选填编号）。
a．升高温度        b．增大压强      c．充入一定量CO     d．再加入一些铁粉
25．S₂可在Fe₂(SO₄)₃溶液中“溶解”，硫元素都以SO₄^2-形式存在，请完成该反应的化学方程式。
______FeS₂+______Fe₂(SO₄)₃+___  _________→_____FeSO₄+_____   __________
26．溶液的酸碱性对许多物质的氧化性有很大影响；生成物的溶解性会影响复分解反应的方向。将Na₂S溶液滴加到FeCl₃溶液中，有单质硫生成；将FeC1₃溶液滴加到Na₂S溶液中生成的是Fe₂S₃而不是S或Fe(OH)₃
从以上反应可得出的结论是______________________、_______________________________。