高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响简答题

工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下图：

（1）此流程的第II步反应为：CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)，该反应的平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃	400	500	830
平衡常数K	10	9	1

从上表可以推断：此反应是        （填“吸”或“放”）热反应。在830℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入1mo1CO和2mo1H₂O，则达到平衡后CO的转化率为           。
（2）在500℃，按照下表的物质的量（按照CO、H₂O、H₂、CO₂的顺序）投入恒容密闭容器中进行上述第II步反应，达到平衡后下列关系正确的是             。

实验编号	反应物投入量	平衡时H2浓度	吸收或放出的热量	反应物转化率
A	1、1、0、0	c1	Q1	α1
B	0、0、2、2	c2	Q2	α2
C	2、2、0、0	c3	Q3	α3

A．2c₁= c₂ =c₃     B．2Q₁=Q₂=Q₃      C．α₁ =α₂ =α₃        D．α₁ +α₂ =1
（3）在一个绝热等容容器中，不能判断此流程的第II步反应达到平衡的是         。
①v(CO₂)_正＝v(H₂O)_逆
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
（4）下图表示此流程的第II步反应，在t₁时刻达到平衡、在t₂时刻因改变某个条件使浓度发生变化的情况：图中t₂时刻发生改变的条件是               、                  （写出两种）。
若t₄时刻通过改变容积的方法将压强增大为原先的两倍，在图中t₄和t₅区间内画出CO、CO₂浓度变化曲线，并标明物质（假设各物质状态均保持不变）。

研究氮的氧化物、硫的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理具有重要意义。
（1）汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。下列说法能说明恒温恒容条件下的反应;2NO（g）+2CO（g）＝N₂（g）+2CO₂（g）△H="-746.5" kJ·mol^-1已达到化学平衡的是                     。
A．单位时间内消耗了2moINO的同时消耗的2moICO
B．CO与CO₂的物质的量浓度相等的状态
C．气体密度保持不变的状态
D．气体平均摩尔质量保持不变的状态
（2）NO₂与SO₂混合可发生反应：NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）。
将一定量的NO₂与SO₂置于绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。由图（纵轴代表正反应速率）可知下列说法正确的是             （填字母）。

A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．△t₁=△t₂时，SO₂的消耗量：a～b段大于b～c段
（3）CO在实际中有以下应用：用Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂的混合气作为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电极反应式。
负极反应式：2CO+2CO₃^2-一4e^-＝4CO₂    正极反应式：                                。
（4）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：①甲烷燃料电池的负极反应式是                                          。
②当A中消耗0.15 mol氧气时，B中     极（填”a”或”b”）增重__  __g。

1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才。现将lmolN₂和3molH₂投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产：N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) △H＜0
当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH₃的体积分数ψ(NH₃)变化趋势如下图所示。

回答下列问题：
（1）已知：①NH₃(g) NH₃(g) △H₁
②N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(l) △H₂
则反应N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)的△H＝              （用含△H₁、△H₂的代数式表示）。
（2）合成氨的平衡常数表达式为____          ，平衡时，M点NH₃的体积分数为10%，则N₂的转化率为        （保留两位有效数字）。
（3）X轴上a点的数值比b点           （填“大”或“小”）。上图中，  Y轴表示     （填“温度”或“压强”），判断的理由是               。
（4）若将1mol N₂和3mol H₂分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如下表所示：

下列判断正确的是____。

A．放出热量：Ql< Q2< △Hl	B．N2的转化率：I> III
C．平衡常数：II >I	D．达平衡时氨气的体积分数：I>II

（5）常温下，向VmL amoI.L^-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L^-l的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c(NH₄⁺)__c(SO₄^2-)（填“>”、“<”或“=”）。
（6）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇(Y₂0₃)的氧化锆(ZrO₂)晶体，它在熔融状态下能传导O^2-。写出负极的电极反应式             。

氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是：N₂（g）＋3H₂（g）NH₃（g）ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K＝        。（保留二位小数）
（2）产物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率（平均反应速率分别以v₁、v₂、v₃表示）从大到小排列次序为                  。
（3）H₂在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是  。
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_______，采取的措施是________。
（5）请在下图中用实线表示25～60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。

CO是火力发电厂释放出的主要尾气，为减少对环境污染，发电厂试图采用CO与Cl₂在催化剂的作用下合成光气(COCl₂)。某温度下，向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl₂，在催化剂的作用下发生反应：
CO(g) +Cl₂(g) COCl₂(g)   ΔH =" a" kJ/mol
反应过程中测定的部分数据如下表:

t/min	n (CO)/mol	n (Cl2)/mol
0	1.20	0.60
1	0．90
2	0.80
4		0.20

（1）反应0~2min末的平均速率v(COCl₂)=______________mol/(L∙min)。
（2）在2min~4min间，v(Cl₂)_{正______}_____{____}v(Cl₂)_逆(填“>”、“=”或“<”)，该温度下K =_________。
（3）在表格中画出0~4min末n(COCl₂)随时间的变化示意图

（4）已知X、L可分别代表温度或压强，下图表示L一定时，CO的转化率随X的变化关系。

X代表的物理量是___________；a_______0 (填“>”，“=”，“<”)，依据是___________。

将1.2mol的A气体充入2L恒容密闭容器中发生反应：A(g）  2B(g）。在三种不同条件下进行实验，A的物质的量随时间的变化如图所示。试回答下列问题：

（1）实验1中，4s时A的转化率为           ；此条件下该反应的平衡常数K₁的值为              。
（2）实验2与实验1对比，其可能隐含的反应条件是               。
（3）根据实验3与实验1的图象比较，可推测该反应是            （填“放热”或“吸热”）反应。设实验1～3的平衡常数的值分别为K₁、K₂、K₃，则它们之间的关系为K₁     K₂     K₃（填“>”、“<”或“=”）。
（4）为了验证增大催化剂的表面积、增大压强可提高化学反应速率这一结论，某同学在实验1的基础上又利用该容器设计了实验4和实验5，部分实验条件及数据见下表。请将表格补充完整。

实验编号 及其目的	V(容积）/L	t/℃	n(A起始）/mol	n(B起始）/mol	催化剂的质量/g	催化剂的表面积/m^2·g^—1
实验1参照对比实验	2	80	1.2	0	a	b
实验4：催化剂的表面积对反应速率的影响
实验5目的：	1

 

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇（于固定容器中进行）：2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g)
（1）判断反应达到平衡状态的依据是            （填序号）。
a．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
b．混合气体的密度不变
c．混合气体的平均相对分子质量不变
d．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①该反应的平衡常数表达式K=              ，△H          0(填“>”、“<”或“=”)。
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________（填序号）。
a．升温  b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压 e．加入惰性气体加压  f．分离出甲醇
（3）右图表示在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中H₂的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A__________C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A___________C，由状态B到状态A，可采用____________的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)   ΔH ＝－a kJ·mol^－1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH ＝－b kJ·mol^－1  ③H₂O(g)= H₂O(l) ΔH＝－c kJ·mol^－1
写出1摩尔液态CH₃OH不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_________________。

某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。
（1）根据左表中数据，在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：

t/S	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
10	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

（2）体系中发生反应的化学方程式是______________
（3）列式计算该反应在0-3S时间内产物Z的平均反应速率：_______________
（4）该反应达到平衡时反应物X的转化率等于___________________________
（5）如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是：① _______  ②______  ③______。

氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是：
N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一固定容积的密闭容器中反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：

（1）计算反应在第一次平衡时的平衡常数K＝      。(保留二位小数)
（2）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是      ，采取的措施是      。
（3）45 min时刻改变的条件是      。
（4）产物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率从大到小的排列次序为      （平均反应速率分别以v₁、v₂、v₃表示）。
（5）随着条件的改变，达到三次平衡时H₂的转化率也发生[了变化，如分别以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是      。
（6）请在图中用实线表示25～45、45～60min 两阶段化学平衡常数K的变化图像。

（1）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸。
已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) △H="+180.5" kJ/mol
②N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H=－92.4 kJ/mol
③2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g) △H=－483.6 kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为                  。
（2）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂     T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是          (填字母)。
③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1 mol N₂，n(H₂)=3mol，经过5 min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则v(NH₃)=        。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。

炼油厂常将裂解产生的其它烯烃加氢，对产物再次裂解以提高乙烯产量。相关加成反应如下：
①(g)+H₂(g) CH₃CH₂CH₂CH₃(g)  △H₁ 
②(g)+H₂(g) CH₃CH₂CH₂CH₃(g)  △H₂
（1）已知反应①、反应②平衡常数K₁、K₂如下，下列叙述正确的是____；

温度（℃）	300	320	340
K1	4.8×10^-4	2.5×10^-4	1.3×10^-4
K2	8.4×10^5	3.5×10^3	1.6×10^3

A．△H₁＞0；△H₂＜0
B．反应①、反应②都是丙烯加氢，所以△H₁=△H₂
C．相同条件下反应②的转化率大于反应①的转化率
D．从平衡常数推测，相同条件下反应②的反应速率很大，反应①的反应速率很小
（2）2-丁烯的顺、反异构转换过程的△H=_______(用△H₁、△H₂表示)
(g)  (g)  △H
（3）在一定温度下，将等物质的量的反式2-丁烯和H₂充入2L密闭容器中，发生反应②，容器内各物质浓度如图所示：

①前10分钟，平均反应速率v(H₂)为______mol·L^-1·min^-1
②该温度下，此反应平衡常数K=_______(平衡常数不用写单位)
（4）已知表示H₂和CH₃CH₂CH₃标准燃烧热的热化学方程式为：
①H₂(g)+O₂(g)H₂O(l)  △H=－285.8kJ•mol^-1
②CH₃CH₂CH₃(g)+5O₂(g)3CO₂(g)+4H₂O(l)  △H=－2215kJ•mol^-1
丁烯加成反应的热化学方程式为：
③CH₃CH=CH₂(g)+H₂(g) CH₃CH₂CH₃(g)   △H=－125.4kJ•mol^-1
则表示CH₃CH=CH₂标准燃烧热的热化学方程式为__________________。

高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO₂（g）；正反应吸热
（l）已知1100℃时 K=0.263．应该反应化学平衡常数的表达式为              ，温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值           ．（填增大、减小或不变）
（2）1100℃时测得高炉中 c（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，此时化学反应速率是v（正）        v（逆）。（填=、＞或＜）
（3）在如图中画出在某时刻条件改变后的图象（其他条件不变）．t₁：增大CO的浓度 t₂：降低温度．

氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用。
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）   △ H＝+180.5kJ·mol^－1
4NH₃（g）+5O₂（g）=4NO（g）+6H₂O（g）   △H=－905 kJ·mol^－1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）  △H=－483.6kJ·mol^－1
则N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）的△H=________________。
（2）工业合成氨气的反应为N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）。在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后．改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是____________。
①增大压强  ②增大反应物的浓度   ③使用催化剂   ④降低温度
（ 3 ）①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，画出反应及收集的简易装置；
实验室还可在           （填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气。
② 常温下氨气极易溶于水，溶液可以导电。氨水中水电离出的c（OH^－）         10^－7 mol·L^-1（填写“＞”、“＜”或“＝”）；
③ 将相同体积、PH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为             。
（4）合成氨的原料氢气是一种新型的绿色能源，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行图所示实验：（其中a、b均为碳棒）。如右图所示：

右边Cu电极反应式是                  ，a电极的电极反应式                

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。

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

反应Ⅱ：2H₂SO₄(l)＝2SO₂(g)＋O₂(g)＋2H₂O(g)       △H＝＋550 kJ·mol^－1
它由两步反应组成：i．H₂SO₄(l)＝SO₃(g)＋H₂O(g)     △H＝＋177 kJ·mol^－1
ii．SO₃(g)分解。
L（L₁、L₂）、X可分别代表压强和温度。下图表示L一定时，ii中SO₃(g)的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是                。
②判断L₁、L₂的大小关系，L₁          L₂
并简述理由：           。