高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响简答题

硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题：
（1）若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂，你认为厂址宜选在     郊
区（填标号）；

A．有丰富黄铁矿资源的城市	B．风光秀丽的旅游城市
C．消耗硫酸甚多的工业城市	D．人口稠密的文化、商业中心城市

（2）CuFeS₂ 是黄铁矿的另一成分，煅烧时CuFeS₂转化为CuO、Fe₂O₃和SO₂，
该反应的化学方程式为                。
（3）为提高SO₃吸收率，实际生产中通常用         吸收SO₃。
（4）已知反应2SO₂+O₂SO₃ △H <0，现将0．050mol SO₂和0．030mol O₂
充入容积为1L的密闭容器中，反应在一定条件下达到平衡，测得反应后容器压
强缩小到原来压强的75%，则该条件下SO₂的转化率为________；该条件下的
平衡常数为__________。
（5）由硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe₂O₃、CuO、CuSO₄（由CuO与SO₃在
沸腾炉中化合而成），其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化（见下表）

沸腾炉温度/℃	600	620	640	660
炉渣中CuSO4的质量分数/%	9．3	9．2	9．0	8．4

已知CuSO₄在低于660℃时不会分解，请简要分析上表中CuSO₄的质量分数随
温度升高而降低的原因                          。
（6）在硫酸工业尾气中，SO₂是主要大气污染物，必须进行净化处理，处理方
法可用      （填名称）吸收，然后再用硫酸处理，重新生成SO₂和一种生产
水泥的辅料，写出这两步反应的化学方程式          。

乙醇汽油含氧量达35%,使燃料燃烧更加充分,使用车用乙醇汽油，尾气排放的CO
和碳氢化合物平均减少30%以上,有效的降低和减少了有害的尾气排放。但是汽车使用乙醇汽油并不能减少NO_x的排放，对NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题。NO_x排入空气中，形成酸雨，造成空气污染。NO_x中有一种红棕色气体，其溶于水的方程式是       。
（2）已知NO₂和N₂O₄的结构式分别是  和  。

物质	NO2	N2O4
化学键	N＝O	N—N	N＝O
键能（kJ/mol）	466	167	438

      写出NO₂转化N₂O₄的热化学方程式       。
（3）研究人员在汽车尾气系统中装置催化转化剂，可有效降低NO_x的排放。
①写出用CO还原NO生成N₂的化学方程式       。
②在实验室中模仿此反应，在一定条件下的密闭容器中，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况和n (NO)/n(CO)比例变化情况如下图。

为达到NO转化为N₂的最佳转化率，应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为       、       ；该反应的∆H       0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）用 C_xH_y(烃)催化还原NO_x也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH₄与NO 发生反应的化学方程式为       。

碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s)+O₂(g) =2CO(g) △H=       。


（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO₂和3mol H₂，一定
条件下发生反应：
CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H
测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如右图所示:
①从反应开始到平衡，H₂O的平均反应速率v(H₂O)=              。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是         （填编号）。
A．升高温度             B．将CH₃OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂    D．再充入l mol CO₂和4 mol H₂
（3） CO₂溶于水生成碳酸。已知下列数据：

弱电解质	H2CO3	NH3．H2O
电离平衡常数（ 25℃）	Ka1=" " 4．30 × 10^一7 Ka2=" " 5．61× 10^一11	Kb = 1．77× 10^一5

现有常温下1 mol·L^－1的( NH₄)₂CO₃溶液，已知：NH₄⁺水解的平衡常数Kh=Kw/Kb，
CO₃^2-第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka₂。
①判断该溶液呈      （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中CO₃^2-
发生第一步水解的离子方程式               。
②下列粒子之间的关系式，其中正确的是                              。
A．c(NH₄⁺)＞c(HCO₃^-)＞ c(CO₃^2-)＞(NH₄⁺)
B．c(NH₄⁺)+c(H⁺)= c(HCO₃^-)+c(OH^-)+ c(CO₃^2-)
C. c(CO₃^2-)+ c(HCO₃^-)+c(H₂CO₃)=1mol/L
D. c(NH₄⁺)+ c(NH₃.H₂O)="2" c(CO₃^2-)+ 2c(HCO₃^-) +2c(H₂CO₃)
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特
殊电极材料以CO和O₂为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是    （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式：          。

联氨（N₂H₄）及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N₂H₄与N₂O₄反应能放出大量的热。
（1）已知：2NO₂（g）N₂O₄（g） △H=-57.20kJ·mol^-1。一定温度下，在密闭容器中此反应达到平衡。 其他条件不变时，下列措施不能使NO₂转化率提高的是            

A．减少NO2的浓度

B．降低温度

C．增加NO2的浓度

D．升高温度

（2）25℃时，1.00gN₂H₄（l）与足量N₂O₄（l）完全反应生成N₂（g）和H₂O（l），放出19.14kJ的热量。则反应2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（l）的△H=       kJ·mol^-1。
（3）17℃、1.01×105Pa，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）="0.0300" mol·L^-1、c（N₂O₄）="0.0120" mol·L^-1。计算反应2NO₂（g）N₂O₄（g）的平衡常数K=      。
（4）肼易溶于水，它是与氨类似的弱碱，用电离方程式表示肼的水溶液显碱性的原因        。
（5）已知在相同条件下N₂H₄•H₂O的电离程度大于N₂H₅C1的水解程度。常温下，若将0.2mol/L N₂H₄•H₂O溶液与0.1mol/L HCl溶液等体积混合，则溶液中N₂H₅⁺、Cl^-、OH^-、H⁺离子浓度由大到小的顺序为：__________。
（6）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空气燃料电池放电时，负极的电极反应式是                ，电池工作一段时间后，电解质溶液的pH将        （填“增大”、“减小”、“不变”）。

利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤，已知
SO₂（g）＋O₂（g） SO₃（g）△H＝－98 kJ·mol^－1。
（1）某温度下该反应的平衡常数K＝，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol
SO₂(g)、16.0 mol O₂(g)和3.0 mol SO₃(g)，则反应开始时v_正        v_逆（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）一定温度下，向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO₂和1.0 molO₂，达到平衡后体积变为1.6 L，则SO₂的平衡转化率为       。
（3）在（2）中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂(g)平衡浓度比原来减小的是     （填字母）。
A保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O₂
B保持温度和容器内压强不变，充入1.0 mol SO₃
C降低温度
D移动活塞压缩气体
（4）若以右图所示装置，用电化学原理生产硫酸，写出通入O₂电极的电极反应式为         。

（5）为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO₂和水的质量比为       。

I．800℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H₂O维持恒温，发生反应CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)，反应过���中测定的部分数据见下表：

反应时间/min	0	2	4	6
n(CO)/mol	1.20	0.90		0.80
n(H2O)/ mol	0.60		0.20

①反应在2 min内的平均速率为v(H₂O)＝__________；
②800℃时，化学平衡常数K的值为______________；
③保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20 mol H₂O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率______（填“增大”或“减小”或“不变”）。
④在恒温恒压密闭容器中通入CO和H₂O各1 mol发生该反应，当反应达到平衡后，维持温度与压强不变，t₁时再通入各1 mol的CO和H₂O的混合气体，请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率在t₁后随时间t变化的曲线图。

II.实验室中利用复分解反应制取Mg(OH)₂。实验数据和现象如下表所示（溶液体积均取用1mL）：

①现象III是            ；
②如果向0.028 mol/L的MgCl₂溶液中加入等体积的NaOH溶液，请计算NaOH溶液的浓度至少达到     mol/L时，溶液中开始出现白色沉淀（Ksp(Mg(OH)₂)= 5.6×10^-12）。
③MgCl₂溶液和氨水混合后存在下列化学平衡：
Mg²⁺(aq) + 2NH₃·H₂O(aq)2NH₄⁺(aq) + Mg(OH)₂(s)该反应化学平衡常数的表达式为K=                  ，列出该反应平衡常数K与K_b(NH₃·H₂O)、K_sp(Mg(OH)₂)的关系式       。

硫酸是重要的化工原料，二氧化硫生成三氧化硫是硫酸工业的重要反应之一。
（1）现将一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，反应2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）达到平衡状态。
①上述反应平衡常数的表达式K=__________
②能判断该反应达到平衡状态的标志是__________。（填字母）
a. SO₂和SO₃浓度相等    b. SO₂百分含量保持不变
c. 容器中气体的压强不变  d. SO₃的生成速率与SO₂的消耗速率相等。
（2）某温度下，SO₂的平衡转化率（）与体系总压强（P）的关系如下图1所示。平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）__________K（B）（填“>”、“<”或“=”）。

（3）如图2所示，保持温度不变，在一定反应条件下，将2molSO₂和1molO₂加入甲容器中，将4molSO₂和2molO₂加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新平衡时，SO₃的体积分数甲__________乙。（填：“大于”、“小于”、或“等于”）
②若在甲容器中通入一定量的He气，使容器内的压强增大，则c（SO₃）／c（SO₂）将__________填：“增大”、“减小”、“不变”、“无法确定”）
（4）将一定量的SO₂（g）和O₂（g）放入某固定体积的密闭容器中，在一定条件下，c（SO₃）的变化如下图所示。若在第5分钟将容器的体积缩小一半后，在第8分钟达到新的平衡（此时SO₃的浓度约为0.25mol／L）。请在下图中画出此变化过程中SO₃浓度的变化曲线。

苯乙烯（C₆H₅CH＝CH₂）是生产各种塑料的重要单体，其制备原理是：
C₆H₅C₂H₅(g)C₆H₅CH＝CH₂(g)＋H₂ (g) △H＝+125kJ·mol^－1
（1）该反应的平衡常数表达式为K＝    __   _____________  。随着温度的升高，K值________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）。
（2）实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（稀释剂不参加反应）。C₆H₅C₂H₅的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强关系如下图。

①由上图可得出：
结论一：其他条件不变，水蒸气的用量越大，平衡转化率越______；
结论二：__________________________________________________。
②加入稀释剂能影响C₆H₅C₂H₅平衡转化率的原因是：_______________________。
（3）某些工艺中，在反应的中途加入O₂和特定的催化剂，有利于提高C₆H₅C₂H₅的平衡转化率。试解释其原因：_______________________________________________。