高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

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。

已知体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，请根据化学反应的有关原理回答下列问题：
（1）一定条件下，充入2.0 mol SO₂ (g) 和1.0 mol O₂(g)，20 s后达平衡，测得SO₃的体积分数为50%，则用SO₂表示该反应在这20 s内的反应速率为            mol/(L·s)。
（2）该反应的平衡常数K＝            ，若降温其值增大，则该反应的ΔH      0（填“＞”或“＜”或“＝”）。
（3）如图，P是可自由平行滑动的活塞，在相同温度时，向A容器中充入4 mol SO₃(g)，关闭K，向B容器中充入2 mol SO₃(g)，两容器内分别充分发生反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：反应达到平衡时容器B的体积为1.25 a L，若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。

（4）如图表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系：据图分析：你认为t₁时改变的外界条件可能是________            ；t₆时保持压强不变向体系中充入少量He气，平衡_        ____移动。(填“向左”“向右”或“不”)。

在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：3H₂(g)+N₂(g) 2NH₃(g)。按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：
下列说法不正确的是（  ）

A．容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v（H2）=0.3mol·L^-1·min^-1

B．2c1＜1.5

C．在该温度下甲容器中反应的平衡常数K＝

D．2ρ1=ρ2

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__________________。

在一定温度下，将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应，t₀时容器Ⅰ中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是

A．该反应的化学方程式为：3X＋2Y2Z

B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V（Ⅰ）＜V（Ⅱ），则容器Ⅱ达到平衡所需时间小于t0

C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固态或液态

D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应

甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
（ⅰ）制备合成气：CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g) 
（ⅱ）合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) 
请回答下列问题：
（1）制备合成气：将1.0mol CH₄和2.0mol H₂O(g)通入反应室（容积为100L），在一定条件下发生反应（i）；CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H₂)=     。
100℃时该反应的平衡常数K=       ；若升高温度，平衡常数K将             （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②图中p₁       p₂（填“<”、”“>”或“=”）。
③为解决合成气中H₂过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO₂，发生反应如下：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为      。
（2）合成甲醇：在Cu₂O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol
CO(g)和2mol H₂(g)，发生反应(ⅱ)。
①反应（ⅱ）需在                           （填“高温”或“低温”）才能自发进行。
②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量的CO₂ 有利于维持Cu₂O的量不变，原因是_________________（用化学方程式表示）。

氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。
（1）合成氨反应N₂(g) + 3H₂(g)2NH₃(g)在一定条件下能自发进行的原因是           。电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应式是                     。

（2）氨碳比[n(NH₃)/n(CO₂)]对合成尿素[2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(g)+H₂O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH₃和CO₂以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO₂或NH₃的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH₃)/ n(CO₂)]=           时，尿素产量最大；经计算，图中y=               （精确到0.01）。
（3）废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH₄⁺转化为N₂。若处理过程中产生N₂ 0.672 L（标准状况），则需要消耗0.3mol·L^-1的NaClO溶液               L。
②在微生物的作用下，NH₄⁺经过两步反应会转化为NO₃^-，两步反应的能量变化如图3所示。则1 mol NH₄⁺ (aq)全部被氧化成NO₃^- (aq)时放出的热量是               kJ。

③用H₂催化还原法可降低水中NO₃^-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH       （填“升高”、“降低”或“不变”）。

在两个容积均为1 L密闭容器中以不同的氢碳比[n(H₂)/n(CO₂)]充入H₂和CO₂，在一定条件下发生反应：2CO₂(g) + 6H₂ (g)C₂H₄(g) + 4H₂O(g) ΔH。CO₂的平衡转化率
α(CO₂)与温度的关系如下图所示。

下列说法正确的是

A．该反应的ΔH ＞ 0

B．氢碳比：X＜ 2.0

C．在氢碳比为2.0时，Q点v(逆)小于P点的v(逆)

D．P点温度下，反应的平衡常数为512

某温度时在2L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析：

（1）该反应的化学方程式为：                     
（2）反应开始至2min，用X表示的平均反应速率为：                   
（3）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是           （填字母）
A．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2mol Z
C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
（4）在密闭容器里，通入a mol H₂(g)和bmol I₂，发生反应H₂ (g）+ I₂ (g）=2HI(g)，当改变下列条件时，反应速率会发生什么变化（选填“增大”、“减小”或“不变”）
① 降低温度：                ②保持容器的体积不变，增加X(g)的物质的量：              
③ 增大容器的体积：                ④容器容积不变，通入氖气________________。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．请回答下列与甲醇有关的问题．
（1）甲醇分子是____________分子(填“极性”或“非极性”)。
（2）工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)△H=﹣86.6KJ/mol，在T℃时，往一个体积固定为1L的密闭容器中加入1mol CO和2mol H₂，反应达到平衡时，容器内的压强是开始时的3/5．
①达到平衡时，CO的转化率为____________
②下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有____________

A．2v(H2)=v(CH3OH)	B．CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C．容器内的压强保持不变	D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的颜色保持不变    F．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（1）+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  △H=﹣akJ·mol^﹣1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)  △H=﹣bkl·mol^﹣1
③H₂O(g)=H₂O（1）  △H=﹣ckJ·mol^﹣1
则CH₃OH（1）+O₂(g)=CO(g)+2H₂O（1）  △H=____________kJ·mol^﹣1
（4）由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电．
①该电池负极的电极反应式为____________________．
②若以该电池为电源，用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液．

离子	Cu^2+	H+	Cl^﹣	SO4^2^﹣
c/mol·L^﹣1	0.5	2	2	0.5

电解一段时间后，当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为____________．

化学理论在元素单质及其化合物反应中应用广泛．
（1）在一定条件下，可逆反应mAnB+pC△H，达到平衡状态．
①若A、B、C都是气体，增大压强，平衡向正反应方向移动，则m            n+p（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②其他条件不变，加热后A的质量减小，则反应△H         0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）某些金属氧化物（如Fe_XO_Y）粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，下列反应速率（v）和温度（T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是               （填序号）

（3）一定温度下，发生反应：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO₂（g）△H．已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

温度/℃	1000	1100
平衡常数	0.68	0.50

请回答下列问题：
①该反应的△H               0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②T℃时，将FeO（s）和CO（g）各3.0mol加入10L的密闭容器中，反应达到平衡后，测得CO转化率为W₁，c（CO₂）=0.15mol•L^﹣1，则温度T            （填“高于”、“低于”、“等于”）1000，若此时保持其它条件不变再充入2.0mol CO（g），再达平衡时测得CO转化率为W₂，则W₁            W₂（填“＞”、“＜”或“=”） ．

二甲醚（CH₃OCH₃）和甲醇（CH₃OH）被称为21世纪的新型燃料．以CH₄和H₂O为原料制备二甲醚和甲醇的工业流程如下：

请填空：
（1）一定条件下，反应室1中发生反应CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H＞0．其它条件不变，只降低温度，逆反应速率将                       （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）图1中反应室3（容积可变的密闭容器）中0.2mol CO与0.4mol H₂在催化剂作用下发生可逆反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g），CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示，则：

①P₁                 P₂（填“＜”、“＞”或“=”）．
②在压强P₁下，100℃时反应达到化学平衡，反应室3的容积变为2L，此时CO平衡常为                 ， 若温度不变，再加入1.0mol CO后重新达到平衡，CO的平衡转化率         （填“增大”、“不变”或“减小”）．
③保持容积为2L不变，温度100℃不变，向反应室3中再通入0.2mol CO与0.4mol H₂，CO的平衡转化率      （填“增大”、“不变”或“减小”）．

降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用 CO₂，目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在一定体积的恒容密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=                 mol/（L•min）；
（2）氢气的转化率=                  ；
（3）下列措施中能使平衡体系中减少的是                  ．
A．将H₂O（g）从体系中分离出去
B．充入He（g），使体系压强增大
C．升高温度
D．再充入1molH₂
（4）下列不能表示反应达到平衡状态的是
A．体系压强不再改变
B．混合气体的密度不再改变
C．容器内的温度不再改变
D．混合气体的平均分子质量不再改变
E．V（CO₂）：V（H₂O）=1：1
F．混合气体的总物质的量不再改变

（1）在酸性溶液中，碘酸钾（KIO₃）和亚硫酸钠可发生如下反应：
2IO₃^﹣+5SO₃^2﹣+2H⁺═I₂+5SO₄^2﹣+H₂O，生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率，某同学设计实验如表所示：

	0.01mol•L^﹣1 KIO3酸性溶液（含淀粉）的体积/mL	0.01mol•L^﹣1 Na2SO3溶液的体积/mL	H2O的体积 /mL	实验 温度 /℃	溶液出现蓝色时所需时间/s
实验1	5	V1	35	25
实验2	5	5	40	25
实验3	5	5	V2	0

该实验的目的是                ，表中V₁=              mL．
（2）可逆反应C（s）+H₂O（g）H₂（g）+CO（g），△H＞0达到平衡后，改变某一外界条件（不改变物质的量的条件下），反应速率v与时间t的关系如图．

①图中t₂到t₃段、t₄到t₆段时引起平衡移动的条件分别可能是               、                 ；
②图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是                     ．

（Ⅰ）.A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中C、F分别是同一主族元素，A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2，F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍，E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答：
（1）1 mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水，完全反应后消耗后者的物质的量为                     。
（2）A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子，甲有18个电子，乙有10个电子，则甲与乙反应的离子方程式为                   ；
（3）科学研究证明：化学反应热只与始终态有关，与过程无关。单质B的燃烧热为a kJ/mol。由B、C二种元素组成的化合物BC 14g完全燃烧放出热量b kJ，写出单质B和单质C反应生成BC的热化学方程式：                      ；
（4）工业上在高温的条件下，可以用A₂C与BC反应制取单质A₂。在等体积的I、II两个密闭容器中分别充入1 molA₂C和1mol BC、2 mol A₂C和2 mol BC。一定条件下，充分反应后分别达到平衡（两容器温度相等）。下列说法正确的是                      。
A．达到平衡所需要的时间：I>II
B．达到平衡后A₂C的转化率：I=II
C．达到平衡后BC的物质的量：I>II
D．达到平衡后A₂的体积分数：I<II
（5）用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成化合物的溶液中构成电池，则电池负极反应式为                  。
（Ⅱ）.A、B、C、D、E、F是短周期元素组成的中学常见的物质，他们的转化关系如图所示（部分反应条件略去）：
（1）若所有转化都是非氧化还原反应，B、D、E含有同种金属元素，F为强碱（部分产物略去），则B+D→E的离子方程式为            ，C为同周期元素构成的1:1型化合物，则C的电子式为              。

（2）若A、D、F为单质，B、C、E为化合物，B为两种非金属元素所组成的化合物，则E的化学式为       。A+B→C+D的化学方程式为                    。