高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

工业生产硝酸铵的流程如下图所示

（1）硝酸铵的水溶液呈       (填“酸性”、“中性”或“碱性”)；其水溶液中各离子的浓度大小顺序为：              。
（2）已知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) △H<0，当反应器中按n(N₂)：n(H₂)=1：3投料，分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线如右图。

①曲线a对应的温度是              。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是       

A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

B．P点原料气的平衡转化率接近100%，是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件

C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)＞K(N)

D．M点比N点的反应速率快

E．如果N点时c(NH₃)＝0.2 mol·L^－1，N点的化学平衡常数K≈0.93
（3）尿素（H₂NCONH₂）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH₃、CO₂为原料生产尿素，该反应实际为二步反应： 
第一步：2NH₃(g)＋CO₂(g)===H₂NCOONH₄(s)   ΔH=－272 kJ·mol^－1
第二步：H₂NCOONH₄(s)===CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)  ΔH=＋138 kJ·mol^－1
写出工业上以NH₃、CO₂为原料合成尿素的热化学方程式：                            ；
（4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下左图所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
②在上右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。

尿素是蛋白质代谢的产物，也是重要的化学肥料。工业合成尿素反应如下：

（1）在一个真空恒容密闭容器中充入CO₂和NH₃发生上述反应合成尿素，恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示。

①A点的正反应速率v正(CO₂)_______B点的逆反应速率v逆(CO₂)(填“＞”、“＜”或“＝”)；
氨气的平衡转化率为________________________。
②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是________________

A．分离出少量的尿素，反应物的转化率将增大

B．平衡时再充入一定量NH3 (g)，CO2的转化率增大

C．NH3的转化率始终等于CO2的转化率

D．加入有效的催化剂能够提高尿素的产率

（2）合成尿素的反应在进行时分为如下两步：
第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g)H₂NCOONH₄(l) (氨基甲酸铵) △H₁
第二步：H₂NCOONH₄(l)H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l) △H₂
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_______步反应决定，总反应进行到 _______ min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO₂的物质的量如图所示，则用CO₂表示的第一步反应的速率v(CO₂)＝_________ 。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示，则△H₂ ________0（填“＞”“＜”或“＝”）
④第一步反应的△S ________0（填“＞”、“＜”或，“＝”），在________（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行。
（3）氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1L0.1mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下，忽略溶液体积变化)，共用去0.052mol氨基甲酸铵，此时溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH₄⁺)= _____________________；NH₄⁺水解平衡常数值为______________。

在一密闭容器中发生反应N₂＋3H₂2NH₃，△H<0达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示：回答下列问题：

（1）处于平衡状态的时间段是    (填选项)。
A．t0～t1
B．t1～t2
C．t2～t3
D．t3～t4
E．t4～t5
F．t5～t6
（2）t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是_____(填选项)。
A．增大压强
B．减小压强
C．升高温度
D．降低温度
E．加催化剂
F．充入氮气
t1时刻    ；t3时刻    ；t4时刻    。
（3）依据（2）中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是     (填选项)。
A．t0～t1   B．t2～t3   C．t3～t4   D．t5～t6
（4）如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
（5）一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为     。

如图，有甲、乙两容器，甲体积可变压强不变，乙保持体积不变。向两容器中分别充入1molA、3molB，此时两容器体积均为500mL，温度为T℃。保持温度不变发生反应：A(g)+3B(g) 2C(g)+D(s)  ΔH<0

（1）下列选项中，能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是            。
A．混合气体的总质量不随时间改变
B．2 v_正(C) = 3v_逆(B)
C．A、B转化率相等
D．物质D的质量不随时间改变
（2）2min后甲容器中反应达到平衡，测得C的浓度为2mol/L，此时甲容器的体积为_______mL。
（3）当甲乙两容器中反应都达平衡时，甲和乙中B的转化率α_甲(B) _________α_乙(B)。（填“>”“<”或“=”）
（4）其它条件不变，甲中如果从逆反应方向开始反应建立平衡，要求平衡时C的物质的量与（2）中平衡时C的物质的量相等，则需要加入C的物质的量n(C)=________mol，加入D的物质的量n(D)应该满足的条件为______________。

CO是现代化工生产的基础原料，下列有关问题都和CO的使用有关。
（1） 工业上可利用CO生产乙醇:
2CO（g）＋4H₂（g）CH₃CH₂OH（g）＋H₂O（g） ΔH₁
又已知：H₂O（l）="==" H₂O（g） ΔH₂
CO（g）＋H₂O（g）CO₂（g）＋H₂（g） ΔH₃
工业上也可利用CO₂（g）与H₂（g）为原料合成乙醇：
2CO₂（g）＋6H₂（g）CH₃CH₂OH（g）＋3H₂O（l） ΔH
则：ΔH与ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃之间的关系是：ΔH＝_______________________。
（2）一定条件下，H₂、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应：
4H₂（g）+2CO（g） CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），
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（CO）
B．CO的消耗速率等于CH₃OCH₃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．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（3）工业可采用CO与H₂反应合成再生能源甲醇，反应如下:
CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g）
在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H₂，
在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如（图1）所示。

①合成甲醇的反应为__    （填“放热”或“吸热”）反应。
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为___       。
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为               L。
④（图2）中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图。当其条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图．

⑤CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如（图3）所示，实际生产时条件控制在250 ℃、1．3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是________。

在密闭容器中进行反应①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)  ΔH₁=akJ·mol^一1
反应②2CO(g)+O₂(g)2CO₂(g)  △H₂="b" kJ·mol^-1
反应③2Fe(s)+O₂(g)2FeO(s)   △H₃
（1） △H₃=           (用含a、b的代数式表示)。
（2）反应①的化学平衡常数表达式K=            ，已知500℃时反应①的平衡常数K=1．0，在此温度下2 L密闭容器中进行反应①，Fe和CO₂的起始量均为2．0 mol，达到平衡时CO₂的转化率为               ，CO的平衡浓度为                。
（3）将上述平衡体系升温至700℃，再次达到平衡时体系中CO的浓度是CO₂浓度的两倍，则a    0(填“>”、“<”或“=”)。为了加快化学反应速率且使体系中CO的物质的量增加，其他条件不变时，可以采取的措施有          (填序号)。

A．缩小容器的体积	B．再通入CO2
C．升高温度	D．使用合适的催化剂

（4）下列图像符合反应①的是          (填序号)(图中V是速率、φ为混合物中CO含量，T为温度)。

在一密闭容器中有如下反应：aX（g）＋bY（g）nW（g）；ΔH ，某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据，作出了如下曲线图：

其中，ω(W)表示W在反应混合物中的体积分数，t表示反应时间。当其它条件不变时，下列分析正确的是

A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且p2＞p1，a＋b>n

B．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且p1＞p2，n＜a＋b

C．图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响，且1使用的催化剂效果好

D．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2，ΔH＜0

研究氮的氧化物、硫的氧化物、碳的氧化物等大气污染物的处理具有重要意义。
（1）汽车排气管内安装的催化转化器，可使尾气中主要污染物转化为无毒物质。下列说法能说明恒温恒容条件下的反应;2NO（g）+2CO（g）＝N₂（g）+2CO₂（g）△H="-746.5" kJ·mol^-1已达到化学平衡的是                     。
A．单位时间内消耗了2moINO的同时消耗的2moICO
B．CO与CO₂的物质的量浓度相等的状态
C．气体密度保持不变的状态
D．气体平均摩尔质量保持不变的状态
（2）NO₂与SO₂混合可发生反应：NO₂（g）+SO₂（g）SO₃（g）+NO（g）。
将一定量的NO₂与SO₂置于绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。由图（纵轴代表正反应速率）可知下列说法正确的是             （填字母）。

A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．△t₁=△t₂时，SO₂的消耗量：a～b段大于b～c段
（3）CO在实际中有以下应用：用Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO₂的混合气作为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电极反应式。
负极反应式：2CO+2CO₃^2-一4e^-＝4CO₂    正极反应式：                                。
（4）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L^-1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：①甲烷燃料电池的负极反应式是                                          。
②当A中消耗0.15 mol氧气时，B中     极（填”a”或”b”）增重__  __g。

一定温度下，在恒容密闭容器中充入2molNO₂与1molO₂发生反应如下：
4NO₂(g)+O₂(g)  2N₂O₅(g)
（1）已知平衡常数K_350℃＜K_300℃，则该反应是_________反应（填“吸热”或“放热”）；常温下，该反应能逆向自发进行，原因是_______________________。
（2）下列有关该反应的说法正确的是___________。
A．扩大容器体积，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深
B．恒温恒容下，再充入2molNO₂和1molO₂，再次达到平衡时NO₂转化率增大
C．恒温恒容下，当容器内的密度不再改变，则反应达到平衡状态
D．若该反应的平衡常数增大，则一定是降低了温度
（3）氮的化合物种类较多，如NH₃、NO、NO₂、HNO₃、硝酸盐等。
①亚硝酸是一种弱酸，能证明亚硝酸是弱电解质的是__________。
A．常温下，亚硝酸钠溶液的pH＞7
B．亚硝酸能和NaOH发生中和反应
C．用亚硝酸溶液做导电性实验，灯泡很暗
D．常温下，将pH=3的亚硝酸溶液稀释10倍 ，pH＜4
②根据酸碱质子理论，凡是能给出质子的分子或离子都是酸，凡是能结合质子的分子或离子都是碱。按照这个理论，下列微粒属于两性物质的是___________。
a．H₂O    b．NO₂^－   c．H₂NCH₂COOH    d．H₂PO₄^－    e．H₂S
③氮同主族磷元素形成的Na₂HPO₄溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl₂溶液，溶液则显酸性，其原因是___________________________________________(用离子方程式表示)。
（4）X、Y、Z、W分别是HNO₃、NH₄NO₃、NaOH、NaNO₂四种强电解质中的一种。下表是常温下浓度均为0.01 mol·L^-1的X、Y、Z、W溶液的pH。

0.01mol·L^-1的溶液	X	Y	Z	W
pH	12	2	8.5	4.5

将X、Y、Z各1mol同时溶于水中制得混合溶液，则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 ________________________________________________。
（5）N₂O₅是一种新型绿色硝化剂,其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源,采用电解法制备得到N₂O₅，工作原理如图。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为 ______________________________。

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）NH₃（g）ΔH＝－92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时，将N₂、H₂置于一个固定容积的密闭容器中发生反应，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）产物NH₃在5～10 min、25～30min和45～50 min时平均反应速率（平均反应速率分别以v₁、v₂、v₃表示）从大到小排列次序为                  。
（3）H₂在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α₁、α₂、α₃表示，其中最小的是  。
（4）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________。
（5）请在下图中用实线表示25～60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。

向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示[t₀～t₁阶段的c（B）变化未画出]。乙图为t₂时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，t₃时刻为使用催化剂。下列说法中正确的是

A．若t₁＝15 s，用A的浓度变化表示t₀～t₁阶段的平均反应速率为0.004 mol·L^－1·s^－1
B．t₄～t₅阶段改变的条件一定为减小压强
C．该容器的容积为2 L，B的起始物质的量为0.02 mol
D．t₅～t₆阶段，若容器内A的物质的量减少了0.06 mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式3A（g）B（g）＋2C（g）ΔH＝－50a kJ·mol^－1

Ⅰ．CO可用于合成甲醇。在压强为0．1MPa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H₂，在催化剂作用下合成甲醇：
CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如下图：

（1）该反应属于          反应(填“吸热”或“放热”)。
（2）100℃时，该反应的平衡常数：K＝            (用a、b 的代数式表示)。
（3）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO，2a mol H₂，达到平衡时CO转化率      (填“增大”“不变”或“减小”)
Ⅱ．T ℃时，纯水中c(OH^－)为10^－6 mol·L^－1，则该温度时
（1）将pH＝3 的H₂SO₄溶液与pH＝10的NaOH溶液按体积比9：2 混合，所得混合溶液的pH为        。
（2）若1体积pH₁＝a的某强酸溶液与10体积pH₂＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH₁与强碱的pH₂之间应满足的关系是           。
Ⅲ． 在25mL的氢氧化钠溶液中逐滴加入0．2 mol/ L醋酸溶液，滴定曲线如图所示。

（1）该氢氧化钠溶液浓度为________________。
（2）在B点，a_________12．5 mL（填“＜”“>”或“=”）。若由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合且恰好呈中性，则混合前c(NaOH)            c(CH₃COOH)
（3）在D点，溶液中离子浓度大小关系为_____________________。

将1.2mol的A气体充入2L恒容密闭容器中发生反应：A(g）  2B(g）。在三种不同条件下进行实验，A的物质的量随时间的变化如图所示。试回答下列问题：

（1）实验1中，4s时A的转化率为           ；此条件下该反应的平衡常数K₁的值为              。
（2）实验2与实验1对比，其可能隐含的反应条件是               。
（3）根据实验3与实验1的图象比较，可推测该反应是            （填“放热”或“吸热”）反应。设实验1～3的平衡常数的值分别为K₁、K₂、K₃，则它们之间的关系为K₁     K₂     K₃（填“>”、“<”或“=”）。
（4）为了验证增大催化剂的表面积、增大压强可提高化学反应速率这一结论，某同学在实验1的基础上又利用该容器设计了实验4和实验5，部分实验条件及数据见下表。请将表格补充完整。

实验编号 及其目的	V(容积）/L	t/℃	n(A起始）/mol	n(B起始）/mol	催化剂的质量/g	催化剂的表面积/m^2·g^—1
实验1参照对比实验	2	80	1.2	0	a	b
实验4：催化剂的表面积对反应速率的影响
实验5目的：	1

 

工业生产硝酸铵的流程如下图所示

（1）硝酸铵的水溶液呈           (填“酸性”、“中性”或“碱性”)；其水溶液中各离子的浓度大小顺序为：                  。
（2）已知N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0，当反应器中按n(N₂)：n(H₂)=1：3投料，分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线如下图。

①曲线a对应的温度是              。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是

A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率

B．P点原料气的平衡转化率接近100%，是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件

C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)＞K(N)

D．M点对应的H2转化率是75%

E．如果N点时c(NH₃)＝0.2 mol·L^－1，N点的化学平衡常数K≈0.93
（3）尿素（H₂NCONH₂）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH₃、CO₂为原料生产尿素，该反应实际为二步反应：第一步：2NH₃(g)＋CO₂(g)===H₂NCOONH₄(s)   ΔH=－272 kJ·mol^－1
第二步：H₂NCOONH₄(s)===CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH=＋138 kJ·mol^－1
写出工业上以NH₃、CO₂为原料合成尿素的热化学方程式：                   
（4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下左图所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第__________步反应决定，总反应进行到________min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO₂的物质的量如图所示，则用CO₂表示的第一步反应的速率v(CO₂)＝_______________mol·L^－1·min^－1。
③在右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。

Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H₂(g)+I₂(g) 。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

t/min	0	20	40	60	80	120
x(HI)	1	0.91	0.85	0.815	0.795	0.784
x(HI）	0	0.60	0.73	0.773	0.780	0.784

由上述实验数据计算得到v_正～x(HI)和v_逆～x(H₂)的关系可用如图表示。当改变条件，再次达到平衡时，下列有关叙述不正确的是

A．若升高温度到某一温度，再次达到平衡时，相应点可能分别是A、E
B．若再次充入a mol HI，则达到平衡时，相应点的横坐标值不变，纵坐标值增大
C．若改变的条件是增大压强，再次达到平衡时，相应点与改变条件前相同
D．若改变的条件是使用催化剂，再次达到平衡时，相应点与改变条件前不同