高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

一定条件下将2mol SO₂和2mol SO₃气体混合于一固定容积的密闭容器中，发生反应：
2SO₂＋O₂ 2SO₃，平衡时SO₃为n mol，在相同温度下，分别按下列配比在上述容器中放入起始物质，平衡时SO₃的物质的量可能小于n的是

A．2 mol SO2＋ 1 mol O2

B．4 mol SO2＋ 1 mol O2

C．2 mol SO2＋ 1 mol O2＋ 2mol SO3

D．3 mol SO2＋ 1 mol O2＋ 1 molSO3

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Z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        （填序号）

A．混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化

B．混合气体的压强不随时间的变化而变化

C．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2 mol Z

D．混合气体的总质量不随时间的变化而变化

E．恒定容积，混合气体的密度不再发生改变
（4）在密闭容器里，通入a mol X（g）和b mol Y（g），发生反应X（g）+ Y（g）2Z（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升高温度，反应速率      ；
②保持容器体积不变，充入不参加反应的惰性气体，反应速率      。

(1)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu₂O/ZnO)∶CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)．

根据题意和所给图象完成下列各题：
①反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝        ，
②升高温度，K值   (填“增大”“减小”或“不变”)
（2）一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中，发生如下反应：3A(g) + B(g)  xC(g) 请填写下列空白：若容器体积固定为2 L，反应2 min时测得剩余0.6 mol B，C的浓度为0.4 mol/L。
①x=        
②若反应经4 min达到平衡，平衡时C的浓度________ 0.8 mol/L(填“大于”、“等 于”或“小于”)。
③平衡混合物中，C的体积分数为22%，则B的转化率是______________。
（3）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
①合成氨反应N₂ (g)+3H₂(g)2NH₃(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则平衡          移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂，上述反应的△H________（填“增大” “减小” 或“不改变”）。
②有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl—NH₄Cl为电解质溶液制造新型燃烧电池,放电过程中，溶液中铵根离子浓度逐渐增大。请写出该电池的正极反应式                         。

（1）中和热的测定是高中化学的定量实验之一.50 mL0.50 mol/L 盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。从实验装置上看，图中尚缺少的一种仪器是   。大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将会       （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

（2）氧化剂H₂O₂在反应时不产生污染物，被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ.某实验小组以H₂O₂分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。

实验编号	反应物	催化剂
①	10 mL 2% H2O2溶液	无
②	10 mL 5% H2O2溶液	无
③	10 mL 5% H2O2溶液	1 mL 0.1 mol·L^－^1FeCl3溶液
④	10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液	1 mL 0.1 mol·L^－^1FeCl3溶液
⑤	10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液	1 mL 0.1 mol·L^－^1FeCl3溶液

（1）实验①和②的目的是________。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H₂O₂稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是 ________(填一种即可)。
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系下图所示。分析该图能够得出的实验结论是________。

Ⅱ.资料显示，某些金属离子对H₂O₂的分解起催化作用。为比较Fe^3＋和Cu^2＋对H₂O₂分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。

（1）某同学通过测定O₂的体积来比较H₂O₂的分解速率快慢，实验时可以通过测量 ____ 或 _____来比较；（2）0.1g MnO₂粉末加入50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。解释反应速率变化的原因：________，计算H₂O₂的初始物质的量浓度为________。(保留两位有效数字，在标准状况下测定)

Ⅲ.（1）为了加深对影响反应速率因素的认识，老师让甲同学完成下列实验：在Ⅱ中的实验装置的锥形瓶内盛6.5g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸，10s时收集产生的H₂体积为50 mL(若折合成标准状况下的H₂体积为44.8mL)，用锌粒来表示10s内该反应的速率为____g/s；
（2）根据化学反应速率与化学平衡理论，联系化工生产实际，你认为下列说法不正确的是________(填序号)。
A．化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
B．勒夏特列原理可以指导怎样使有限原料多出产品
C．催化剂的使用是提高原料转化率的有效办法
D．正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益

已知某可逆反应 mA（g）+ nB（g） pC（g），在密闭容器中进行，下图表示在 不同反应时间 t、温度 T 和压强 P 与反应物 B 在混合气体中的百分含量 B%的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是（ ）

A．T1<T2、P1>P2、m+n>p，△H <0；

B．T1>T2、P1<P2、m+n>p，△H >0；

C．T1>T2、P1<P2、m+n<p，△H >0；

D．T1<T2、P1>P2、m+n<p，△H <0；

在体积不变的绝热密闭容器中，2molSO₂与1molO₂在催化剂作用下发生反应：2SO₂(g)+ O₂(g)2SO₃(g) △H=-QkJ/mol(Q>0)。当气体的物质的量减少0.5mol时反应达到平衡．下列叙述错误的是（ ）

A．增大氧气浓度，平衡正向移动，平衡常数不变

B．降低温度，正反应速率比逆反应速率减小的程度小

C．平衡时SO2气体的转化率为50%

D．该条件下反应放出0.5QkJ的热量

下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是
①已达平衡的反应C（s）+H₂O（g）⇌CO（g）+H₂（g），当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动
②已达平衡的反应N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g），当增大N₂的浓度时，平衡向正反应方向移动，N₂的转化率一定升高
③有气体参加的反应平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积减小的方向移动
④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动．

A．①④

B．①②③

C．②③④

D．①②③④

有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径，发展“碳一化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）以CO和CO₂分别与H₂为原料，在一定条件下均可合成甲醇（CH₃OH）。你认为用哪种合成设计路线更符合“绿色化学”理念：（用化学反应方程式表示）____________；
（2）下图表示在恒容容器中230℃催化剂条件下，0.5molCO₂和1.5molH₂反应得到甲醇蒸气，产率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：_____________________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____________________。
a.容器中压强不变                          b.H₂的体积分数不变
c.c(H₂)=3c(CH₃OH)                          d.容器中气体密度不变
（3）如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。写出该仪器工作时的电极反应式：负极______。

（4）“催化还原”反应制乙二醇（HOCH₂-CH₂OH）原理如下：
CH₃OOC-COOCH₃(g)+4H₂(g)HOCH₂-CH₂OH(g)+2CH₃OH(g)   △H=-34kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件，某科研小组进行了多方面研究，下图表示乙二醇达平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况，则曲线丙对应的压强时P(丙)=___________。

（5）草酸二甲酯水解产物草酸(H₂C₂O₄)为二元中强酸。H₂C₂O₄水溶液中H₂C₂O₄、HC₂O₄-和C₂O₄^2-三种形态的粒子的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示曲线①代表的粒子是___________；草酸氢钾溶液中存在如下平衡：H₂OH⁺+OH^-，HC₂O₄-H⁺+C₂O₄^2-和___________；一定温度下，往CaC₂O₄饱和溶液[已知Ksp(CaC₂O₄=2.3×10^-9)]中加入少量CaCl₂固体，c(Ca²⁺)将_________，CaC₂O₄的溶解度将____________。（填“增大”“减小”或“不变”）

工业合成氨反应的能量变化如图所示。

（1）写出合成氨反应的热化学方程式：
（2）在甲乙两个体积均为2L固定容积的密闭容器中，分别充入甲：1molN₂、3molH₂和乙：1molN₂、3molH₂、1molHe，(其它条件相同)，反应速率甲        乙(填大于、小于或等于)，经过足够长的时间后在甲容器中该反应放出的热量(或吸收的热量)          92.4kJ(填“大于”、 “小于”或“等于”)
（3）下列图像分别代表焓变(△H )、混合气体平均相对分子质量()、N₂体积分数φ(N₂)和气体密度(ρ)与反应时间关系，其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是             。

向2L密闭容器中加入1 mol NO和1 mol活性炭，发生反应：
2NO(g)＋C(s)N₂(g)＋CO₂(g) ΔH＝﹣213.5 kJ/mol，达到平衡时数据如下：

温度/℃	n(活性炭)/mol	n(CO2)/mol
T1	0. 70	^_______
T2	^_______	0.25

下列说法不正确的是 
A．上述信息可推知：T₁＜T₂
B．T₁℃时，该反应的平衡常数K＝9/16
C．T₁℃时，若开始时反应物的用量均减小一半，平衡后NO的转化率减小
D．T₂℃时，若反应达平衡后再缩小容器的体积，c(N₂)/c(NO)不变

当前我国环境状况不容乐观，其中PM2.5、CO、S0₂、NOx等污染物对空气质量的影响非常显著，其主要来源为燃煤、机动车尾气等，因此，对其进行研究具有重要意义。
（1）对某地PM2.5样本用蒸馏水处理后，测得该试样中的化学组分及其平均浓度如下表：

根据表中数据计算该试样的pH=             
（2）NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化如图1所示。

①写出N₂和0₂反应的热化学方程式：________。
②有人设想将C0按下列反应除去：2CO(g)= 2C(s)+0₂(g)△H>O，请你分析该设想能否实现？          （填“是”或“否”），依据是                           
③用图2所示原电池原理也可以除去CO，则其负极反应式为：________。
（3）有人设想利用反应NaOH+S0₂=NaHS0₃将SO₂吸收除去，然后用石灰水又可使NaOH再生。再生的离子方程式为：                    。
（4）利用I₂0₅消除CO污染的反应为：5CO(g)+I₂0₅(s)—兰5CO₂(g)+I₂(s)，不同温度下，测得CO₂的体积分数随时间t变化曲线如图3．则：
①该反应的化学平衡常数表达式为K=____    。
②T₁与T₂化学平衡常数大小关系：K(T₁)__________K(T₂)（填“>”、“<”或“=”）

下列图象能正确地表达可逆反应3A（g）+B（g）2C（g）△H＜0的是

A．

B．

C．

D．

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                

氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。

反应	大气固氮 N2 (g)+O2 (g)2NO(g)	工业固氮 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)
温度/℃	27	2000	25	400	450
K	3.84×10^-31	0.1	5×10^8	0.507	0.152

①分析数据可知：大气固氮反应属于__________（填“吸热”或“放热”）反应。
②分析数据可知：人类不适合大规模模拟大气固氮的原因__________。
③从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因_______________________。

（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N₂的平衡转化率在不同压强（р₁、р₂）下随温度变化的曲线，下图所示的图示中，正确的是________（填“A”或“B”）；比较р₁、р₂的大小关系_________。

（3）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如C所示，阴极的电极反应式是_____________。
（4）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N₂(g)+6H₂O(1) 4NH₃(g)+3O₂(g)，则其反应热ΔH＝___________________。
（已知：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H＝－92.4kJ·mol^－1
2H₂(g) +O₂(g) 2H₂O(l)  △H＝－571.6kJ·mol^－1 ）

T₁⁰C 时，将9molCO₂和12molH₂充入3L密闭容器中，发生反应CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH <0，容器中CH₃OH的物质的量随时间变化如曲线I所示，平衡时容器内压强为P。改变某一条件重新进行上述反应,CH₃OH的物质的量随时间变化如曲线II所示。下列说法正确的是

A．曲线II对应的条件改变是减小压强

B．若T2°C时上述反应的平衡常数为0.42，则T2< T1

C．在T1^0C，若起始时向容器中充入5 mol CO2、5 mol H2、5 mol CH3OH(g)和 5 mol H2O(g)，则达平衡前v(正)>v(逆）

D．在T1^0C，若起始时向容器中通入4 .5 molCO2、6mol H2 ,平衡时容器内的压强P1=P/2