高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)  ΔH₁＝＋489.0 kJ·mol^－1；
C(石墨)＋CO₂(g)==="2CO(g)"   ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1。
则CO还原Fe₂O₃(s)的热化学方程式为________________________
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)  ΔH
①该反应的平衡常数表达式为K＝_____________。
②取一定体积的CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比为1∶3)，加入恒容密闭容器中，发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系如图Z7­6(a)所示，则该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。

(a)                          (b)
图Z7­6
③在两种不同条件下发生反应，测得CH₃OH的物质的量随时间的变化关系如图(b)所示，曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_I________K_Ⅱ(填“>”“<”或“＝”)。
（3）以CO₂为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH₂)₂]由CO₂和NH₃在一定条件下合成，其反应方程式为：____________
2NH₃＋CO₂   CO(NH₂)₂＋H₂O当氨碳比＝3，达平衡时CO₂的转化率为60%，则NH₃的平衡转化率为_________。
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO₂在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为________。

5L容器中充入2molA(g)和1molB(g)，在一定条件下发生反应： 2A(g)＋B(g)2C(g)，达平衡时，在相同温度下测得容器内混合气体压强是反应前的5/6，则A的转化率为(   )

A．67%

B．50%

C．25%

D．5%

在已经处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化其中一定能表明平衡移动的是（  ）

A．反应物的转化率	B．反应混和物的浓度
C．正、逆反应速率	D．反应混和物的压强

将固体NH₄I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH₄I(s)NH₃(g)+HI(g) ②2HI(g)H₂(g)+I₂(g)。达到平衡时,c(H₂)="1" mol·L^-1,c(HI)="4" mol·L^-1,则此温度下反应①的平衡常数为(    )

A．22

B．24

C．20

D．25

在恒容的密闭容器中进行的可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是(    )

A．C生成的速率和C分解的速率相等

B．单位时间内生成n molA,同时生成3n molB

C．B的消耗速率与C的消耗速率之比为1∶1

D．混合气体密度保持不变

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物含量显得尤为重要。
Ⅰ．氮氧化物研究
（1）一定条件下，将2molNO与2molO₂置于恒容密闭容器中发生反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，下列各项能说明反应达到平衡状态的是            。
a．体系压强保持不变                  b．混合气体颜色保持不变
c．NO和O₂的物质的量之比保持不变     d．每消耗1 molO₂同时生成2 molNO₂
（2）汽车内燃机工作时会引起N₂和O₂的反应：N₂ + O₂2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。在T₁、T₂温度下，一定量的NO发生分解反应时N₂的体积分数随时间变化如右图所示，根据图像判断反应N₂（g）+ O₂（g）2NO（g）的△H__________0(填“＞”或“＜”)。

（3）NO_x是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化如图所示：
写出该反应的热化学方程式：________________________________。
Ⅱ．碳氧化物研究
（1）在体积可变（活塞与容器之间的摩擦力忽略不计）的密闭容器如右图所示，现将3molH₂和2molCO放入容器中，移动活塞至体积V为2L，用铆钉固定在A、B点，发生合成甲醇的反应如下：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）。测定不同条件、不同时间段内的CO的转化率，得到如下数据：

CO的转化率 T（℃）	10min	20min	30min	40min
T1	20%	55%	65%	65%
T2	35%	50%	a1	a2

①根据上表数据，请比较T₁_________T₂(选填“>”、“<”或“=”)；T₂℃下，第30min 时，a₁=________，该温度下的化学平衡常数为_______________。
②T₂℃下，第40min时，拔去铆钉（容器密封性良好）后，活塞没有发生移动，再向容器中通人6molCO，此时v(正）________v(逆）（选填“>”、“<”或“=”），判断的理由是                    。
（2）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba^2＋)＝c(CH₃COO^－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka＝_________________(用含a和b的代数式表示)。

雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO₂(g)＋N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如下图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH__________0(填“＞”或“＜”)，ΔS__________0(填“＞”或“＜”)
②在T₁温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N₂)＝____________________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积，则CO转化率__________（填“增大”，“减少”或“不变”）
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是________________(填字母)。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)ΔH＝－867.0 kJ·mol^－1
2NO₂(g)N₂O₄(g)ΔH＝－56.9 kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(g)的热化学方程式_________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO₂和H₂O为原料制备HCOOH和O₂的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为

a：_________________________________________；
b：_________________________________________。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)  ΔH
（1）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	3.041	1.000	0.120

由表中数据判断ΔH________0 (填“＞”、“＝”或“＜”)，化学平衡常数表达式K=            ；
（2）300 ℃时，在体积为2.0 L的密闭容器中通入2 mol CO和4 mol H₂ ，经过20 s 达到平衡状态，
①计算20 s内CO的反应速率为            ，此时容器中甲醇的体积分数为              ；
②若向上述平衡体系中同时加入1mol CO，2mol H₂ 和1mol CH₃OH气体，平衡移动情况是__________(填“向右”、“向左”或“不移动”)，原因是                ；
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g) = 2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH₁＝－1277.0 kJ/mol
②2CO(g)+O₂(g) = 2CO₂(g) ΔH₂＝－566.0kJ/mol
③H₂O(g) = H₂O(l) ΔH₃＝－44 kJ/mol写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                          ；
（4）甲醇，氧气可制作燃料电池，写出以氢氧化钾为电解质甲醇燃料电池负极反应式             ；如图，电解KI溶液制碘，在粗试管中加入饱和的KI溶液，然后再加入苯，插入一根石墨电极和一根铁电极，使用该燃料电池做电源，铁电极与             极（填正或负）相连接，通电一段时间后，断开电源，振荡试管，上层溶液为              色，当有1.27g 碘单质生成时,需要             g CH₃OH。

某些天然气开采中含有H₂S气体，为了安全、有效地利用这一资源，提高经济价值，工业上可以采取多种处理方式。
Ⅰ．吸收：
（1）加工过程中常用氨水吸收H₂S，产物为NH₄HS，请写出对应的化学方程式：                。
Ⅱ．再利用：加工过程中产生的H₂S废气可用来制H₂，既廉价又环保。工业上采用以下两种方法制备H₂
1高温热分解法
已知：H₂S（g）H₂(g)+S(g)  △H
在恒容密闭容器中，控制不同温度进行H₂S分解实验。以H₂S起始浓度均为c mol·L^-1测定H₂S的转化率，结果见图。请回答：

（2）△H              0（填 “>”或者“<”）,你判断的依据是：           。
ii.图中a为H₂S的平衡转化率与温度关系曲线，
（3）据图计算985℃时H₂S按上述反应分解的平衡常数K=________
2电化学法
已知：该法制氢过程的示意图如右，FeCl₃溶液可作为H₂S的吸收液。
请回答：
（4）反应池中发生反应的离子方程式为_____________。
（5）请结合化学用语解释说明该装置能够产生H₂的原因                        。
（6）该装置除了能够制氢外，还具有何种优点？请你评价                          。

实验室制取甲酸乙酯的反应为： HCOOH+CH₃CH₂OHHCOOCH₂CH₃+H₂O
反应在该条件下进行时各物质的浓度（mol・L）随时间的变化如下表：

时间（min）	HCOOH	CH3CH2OH	HCOOCH2CH3	H2O
0	0.3	0.7	0	0.3
10	0.23	a	b	c
20	0.2	0.6	0.1	0.4

有关物质在101.3KPa时沸点如下：

	HCOOH	CH3CH2OH	HCOOCH2CH3	H2O
沸点（℃）	101	78.5	54	100

该反应的化学平衡常数表达为K=；有关下列叙述不正确的是
A．由题给条件不能判断出K值随温度变化是增大还是减小
B．表中a应该等于0.63 mol・L
C．已知50℃下，K=1/3，可由此判断出20min时反应还未达到平衡
D．在起始浓度相同的情况下，要提高产率可采取的措施是适当升高温度将甲酸乙酯蒸出

下列事实不能用平衡移动原理解释的是

A．配制FeCl3溶液时加入少量的浓盐酸

B．常温下，NaOH溶液中由水电离出的c(H^+)<1×10^-7mol／L

C．AgCl在水中的溶解度大于在饱和NaCl溶液中的溶解度

D．工业上SO2转化为SO3用五氧化二钒铁触媒作为催化剂

某温度下，恒容密闭容器中发生如下可逆反应：2 E(g) F(g) + x G(g)（正反应放热）；若起始时E浓度为a mol/L，F、G浓度均为0，达平衡时E浓度为0.5amol/L，若E的起始浓度改为2amol/L，F、G 浓度仍为0，当达到新的平衡时，下列说法正确的是（  ）

A．升高温度时，正反应速率加快，逆反应速率减慢，平衡逆向移动

B．若x=1，新平衡下E转化率为50%

C．若x=2，新平衡下F的平衡浓度为0.5a mol/L

D．若x=2，换成恒压容器，则达到平衡所需时间比恒容容器所需时间短

现向一密闭容器中充人物质的量浓度均为0. 10 mol／L的CH₄和CO₂，一定条件下发生反应：CH₄(g)+CO₂( g)=2CO(g)+2H₂ (g) △H，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是

A．△H>0

B．1000℃，P3条件下，在Y点：v（正）<v（逆）

C．P4>P3>P2>Pl

D．1100℃，P4条件下该反应的平衡常数K="l." 64(mol／L)^2

在一容积为4 L的密闭容器中，加入0.4mol的N₂和1.2mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g )  △H＜0，反应中NH₃的物质的量浓度变化情况如右图：

（1）根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(H₂)为____________mol/（L·min）。
（2）该反应的化学平衡常数表达式K_____________，随温度的升高，K值将         （填“增大”、“减小”“不变”）
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为______________。
A． 0.20 mol/L       B． 0.12 mol/L       C． 0.10 mol/L    D． 0.08 mol/L
（4）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡___________________移动（填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”），化学平衡常数___________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡（此时NH₃的浓度约为0.25 mol/L），请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH₃浓度的变化曲线。
（6）在三个相同容器中各充入1 molN₂和3molH₂，在某一不同条件下反应并达到平衡，氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是            （填序号） 。
A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P₂＞P₁
B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P₁＞P₂
C．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T₁＞T₂
D．图Ⅱ可能是同温同压下，催化剂性能对反应的影响，且1＞2

下图所示与对应叙述相符的是（  ）

A．一定条件下，X和Y反应生成Z，由图1推出该反应的方程式可表示为：X + 3YZ

B．图2表示NaOH溶液滴加到0.1 mol/L的一元酸溶液得到的滴定曲线（常温下），该实验最好选取酚酞作指示剂

C．常温下，向NaOH溶液中逐滴加入等浓度的醋酸溶液，所得滴定曲线如图3所示。当7＜pH＜13时，溶液中c(Na^＋)＞c(CH3COO^－)＞c(OH^－)＞c(H^＋)

D．用硝酸银溶液滴定等浓度的A^－、B^－、C^－的混合溶液（均可以与Ag^+反应生成沉淀），由图4可确定首先沉淀的是C^－