高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C₆ H₅- CH₂ CH₃)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C₆ H₅- CH= CH₂)的反应方程式为：

（1）向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示：

由图可知：在600℃时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则：
①氢气的物质的量分数为           ；
②乙苯的平衡转化率为           ；
③计算此温度下该反应的平衡常数         。
（2）已知某温度下，当压强为101.3kPa时，该反应中乙苯的平衡转化率为30%；在相同温度下，若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa，则乙苯的平衡转化率       30%(填“＞、=、＜” ­)。
（3）已知：

计算上述反应的ΔH=             kJ/mol。

如图所示，隔板K₁固定不动，活塞K₂可自由移动。T℃时，M、N两个容器中均发生反应N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)，向容器M、N中各充入l mol N₂和3 mol H₂，初始M、N的容积和温度相同，并保持温度不变。下列说法中不正确的是

A．反应达到平衡时N2的转化率：M＜N

B．H2的体积分数：M＜N

C．NH3的浓度：M＜N

D．该反应在T℃时的平衡常数K：M=N

下列说法不正确的是

A．一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生可逆反应A（s）+B（g）═C（g）+D（g），当混合气体的密度不再改变时，说明已达到化学平衡状态

B．对于反应C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H＞0，改变某一条件，若化学平衡常数增大，则反应速率也一定增大

C．常温下向0.1mol•L^﹣1的NH3•H2O中加入氯化铵固体，则溶液中减小

D．常温下向Mg（OH）2悬浊液中加入MgCl2浓溶液，溶液中不变

在体积均为1．0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO₂和0.2molCO₂，在不同温度下反应CO₂(g)＋c(s) 2CO(g)达到平衡，平衡时CO₂的物质的量浓度c(CO₂)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是

A．反应CO2(g)＋C(s) 2CO(g) △S>0、△H<0

B．体系的总压强P总：P总(状态Ⅱ)>2P总（状态Ⅰ）

C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)

D．逆反应速率V逆：V逆（状态Ⅰ）>V逆（状态）)

二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题：
（1）煤的气化过程中产生的有害气体H₂S用Na₂CO₃溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：                              。
（2）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g)；ΔH ＝－90．8 kJ·mol^-1
② 2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23．5 kJ·mol^-1
③ CO(g) + H₂O(g)CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41．3 kJ·mol^-1
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)CH₃OCH₃(g) + CO₂(g)的ΔH＝             ；一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是          (填字母代号)。
a．压缩体积 b．加入催化剂 c．减少CO₂的浓度 d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚
（3）已知反应②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH₃OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正         v逆 (填“>”、“<”或“＝”)。
② 温度升高，该反应的平衡常数K             (填“增大”、“减小”或“不变”)

已知某可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)；△H 在密闭容器器中进行，如图所示，反应在不同时间t，温度T和压强P与反应混合物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

碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）用CH₄ 催化还原NO_x 可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g) + 4NO₂(g) = 4NO(g)＋CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g) + 4NO(g) =" 2" N₂(g)＋CO₂(g) + 2H₂O(g)  ΔH₂
若2 mol CH₄ 还原NO₂ 至N₂，整个过程中放出的热量为1734 kJ，则ΔH₂＝       ；
（2）据报道，科学家在一定条件下利用Fe₂O₃与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应如下：Fe₂O₃(s) + 3CH₄(g)  2Fe(s) + 3CO(g) +6H₂(g)  ΔH>0
① 若反应在5L的密闭容器中进行，1min后达到平衡，测得Fe₂O₃在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为 _________ 。
② 若该反应在恒温恒压容器中进行，能表明该反应达到平衡状态的是_____(选填序号)
a．CH₄的转化率等于CO的产率
b．混合气体的平均相对分子质量不变
c．v（CO）与v（H₂）的比值不变
d．固体的总质量不变
③ 该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示，当温度由T₁升高到T₂时，平衡常数K_A____K_B（填“>”、“ <”或“=”）。纵坐标可以表示的物理量有哪些      。

a．H₂的逆反应速率
b．CH₄的的体积分数
c．混合气体的平均相对分子质量

已知反应2NO₂(g)N₂O₄(g) △H<0，在100℃时，将0.400mol的NO₂气体充入2L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：

时间（s）	0	20	40	60	80
n(NO2)/mol	0.40	n1	0.26	n3	n4
n(N2O4)/mol	0.00			0.08	0.08

下列分析合理的是（   ）
A．从反应开始直至60s和80s时，二氧化氮的平均反应速率是相等的
B．80s后将容器的体积缩小为1L，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅
C．n₁的范围是0.28<n₁<0.33
D．升高温度，既能加快反应速率，也能提高N₂O₄的体积分数

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“=”）