高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响试题

(12分)氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。
（1）生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。
C(s) + H₂O(g)H₂(g) + CO(g)， ΔH =" +131.3" kJ·mol^－1，ΔS =" +133.7" J·mol^－1·K^－1
该反应在低温下能否自发进行       （填：“能”或“否”）。
（2）已知在400℃时，N₂ (g)+ 3H₂(g)2NH₃(g)的K=0.5,
①2NH₃(g)N₂ (g)+ 3H₂(g)的K=      （填数值）。
②400℃时，在0.5L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N₂、H₂、NH₃的物质的量分别为2mol、1mol、2mol，则此时反应v(N₂)_正       v(N₂)_逆（填：＞、＜、＝、不能确定）
（3）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       （填字母）。

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，1＞2

氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO₂（s）+6C(s)+ 2N₂(g)==Si₃N₄(s)+ 6CO(g)
（1）该反应的氧化剂是              ，其还原产物是               ；
（2）该反应的平衡常数表达式为K＝　　　　　            　　　；
（3）若知上述反应为放热反应，则其反应热△H      0（填“>”、“<”或“=”）；升高温度，其平衡常数值            （填“增大”、“减小”或“不变”）；若已知CO生成速率为v(CO)＝18mol·L^-1·min^-1，则N₂消耗速率为v(N₂)＝         
（4）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、CO的量），反应速率与时间t的关系如右图。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是             ；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是           。

（5）若该反应的平衡常数为 K＝729，则在同温度下1L密闭容器中，足量的SiO₂和C与2mol N₂充分反应，则N₂的转化率是                （提示：27² = 729）

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(CH₃OCH₃)。
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)         △H＝－90.8 kJ·mol^－1
② 2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)    △H＝－23.5 kJ·mol^－1
③ CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)     △H＝－41.3 kJ·mol^－1
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的 △H＝                    
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(CH₃OCH₃)
（3）已知反应②：2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g) △H＝－23.5 kJ·mol^－1
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：

物质	CH3OH	CH3OCH3	H2O
浓度（mol·L^－^1）	0.40	0.6	0.6

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

某温度时，在2 L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。
1根据下表中数据，在下图中画出X、Y、Z的物质的量n随时间t变化的曲线：

t/min	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
10	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

2体系中发生反应的化学方程式是_____________；
3列式计算该反应在0～3 min时间内产物Z的平均反应速率：______________________；
4该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________；
5如果该反应是放热反应。在该反应达到上述平衡状态时改变实验条件温度、压强、催化剂得到Z的物质的量（mol）随时间t(min)变化的曲线1、2、3如上右图所示则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是：1______________，2______________，3______________。

某条件下，在2L密闭容器中发生如下反应：2NO₂(g)2NO(g)＋O₂(g) △H>0。在三种不同条件下进行，其中NO、O₂的起始浓度都为0 mol/L，实验Ⅰ、Ⅱ反应温度相同，NO₂的浓度(mol·L^－1)随时间(min)的变化如图所示。

请回答下列问题：
（1）请在图中标上对应的反应温度（800℃或850℃）。实验Ⅱ隐含的反应条件是_______________________。
（2）写出该反应的平衡常数表达式：K=______________。
（3）若实验Ⅰ中达平衡后，再向密闭容器中通入1mol NO₂与1mol NO混合气体（保持温度不变），则平衡将_________（填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”）
（4）一定条件下NO₂与SO₂可发生反应，其方程式为：
NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g) △H>0，将NO₂与SO₂以体积比置于密闭容器中发生上述反应，下列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、SO₃和NO的体积比保持不变             D、混合气体的平均相对分子质量保持不变
（5）若改变条件，使平衡常数变大，该反应    　　  。
A、一定向正反应方向移动               B、在平衡移动时，正反应速率先增大后减小
C、一定向逆反应方向移动               D、在平衡移动时，逆反应速率先增大后减小

体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO₂和O₂，在相同温度下发生反应：2SO₂＋O₂2SO₃并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO₂的转化率为p%，则乙容器中SO₂的转化率为（    ）

A．等于p%

B．大于p%

C．小于p%

D．无法判断

一定温度下，分别往容积均为5L的甲(恒容容器)、乙(恒压容器)中加入0.5mol无色的N₂O₄气体，立即出现红棕色。当反应进行到2s时，测得甲容器中N₂O₄的浓度为0.09mol/L。经过60s，甲容器中的反应达到平衡。(反应过程中两个容器的温度均保持恒定)

(1)容器中气体出现红棕色的原因(用化学方程式表示)
________________________________________________；
(2) 达到平衡时，乙容器中反应所需的时间______60s(填“＞”、“＜”或“＝”，以下同)；容器内N₂O₄的浓度甲__________乙；反应过程中吸收的能量甲_________乙。
(3)若要使甲、乙中N₂O₄的浓度相等，不能采取的措施是__________(填选项的标号)
A．保持温度不变，适当缩小乙容器的体积
B．保持容器体积不变，使乙容器升温
C．保持容器体积和温度不变，向乙容器中加入适量N₂O₄

一定温度下可逆反应：A(s)＋2B(g)2C(g)＋D(g) △H＜0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中，将4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t₁时两容器内均达到平衡状态（如图1所示，隔板K不能移动）。下列说法正确的是

A．保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大

B．保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1 mol A和2 mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍

C．保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示（t1前的反应速率变化已省略）

D．保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍

二氧化硫和氮的氧化物是重要的化工原料，同时也是造成大气污染的主要物质。对其性质的研究是化学的重要任务。
（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)
某温度下，SO₂的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：

①将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）N₂O₅在四氯化碳溶液中的分解反应为：2N₂O₅＝4NO₂＋O₂。实验测得在67℃时反应体系中N₂O₅的物质的量浓度随时间的变化如下表所示。

t/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5)/mol·L^—1	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①实验进行的前1分钟和最后1分钟，用N₂O₅的物质的量浓度变化表示的平均反应速率分别是   、   。
②实验进行的最后1分钟，用NO₂的物质的量浓度变化表示的平均反应速率是   ；5分钟时NO₂的物质的量浓度是       。
（3）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)   △H＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)    △H＝－1160 kJ·mol^－1
若用标准状况下4.48L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为____kJ。

某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）分解反应平衡常数的测定。
实验步骤：将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度 (×10^－^3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

（1）可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。

A．	B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变	D．密闭容器中氨气的体积分数不变

（2）根据表中数据，计算25.0℃时的分解平衡常数：__________________________。
（3）取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量______（填“增加”、“减小”或“不变”）。

用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化合物的污染。例如：
①CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H=－574kJ/mol
②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)；△H=－1160kJ/mol
下列说法中错误的是（  ）

A．由反应①可推知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)；△H>－574kJ/mol

B．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同

C．若用标准状况下4.48L CH4把NO2还原为N2（生成的水为气态），放出热量173.4kJ

D．若用标准状况下4.48L CH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6mol

将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)  ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是

	改变条件	新平衡与原平衡比较
A	升高温度	X的转化率变小
B	增大压强	X的浓度变小
C	充入一定量Y	Y的转化率增大
D	使用适当催化剂	X的体积分数变小

如图所示，隔板I固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g) + 3B(g) 2C(g)  ΔH="-192" kJ·mol^-1。向M、N中，都通入x mol A和y mol B的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。

下列说法正确的是

A．若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y

B．若x:y=1:2，则平衡时，M中的转化率：A＞B

C．若x:y=1:3，当M中放出热量172.8 kJ时，A的转化率为90%

D．若x=1.2，y=1，N中达到平衡时体积为2 L，含有C 0.4 mol，再通入0.36 mol A时，

v(正)＜v(逆)

一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是(    )
A.2.5mol C
B.2 mol A、1 mol B和10 mol He（不参加反应）
C.1.5 mol B和1.5 mol C
D.2 mol A、3 mol B和3 mol C

(14分) 在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g),其化学平衡常数K与温度t的关系如下： 

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

请回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数K =                 。
（2）该反应为        反应。（填“吸热”或“放热”）
（3）800℃，固定容积的密闭容器中，放入混合物，起始浓度为c(CO)="0.01" mol/L, c(H₂O)="0.03" mol/L, c(CO₂)="0.01" mol/L, c(H₂)="0.05" mol/L ,则反应开始时,H₂O的消耗速率比生成速率     (填“大”、“小”或“不能确定”)
(4)830℃,在1 L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO₂和1 mol H₂,平衡后CO₂的转化率为       , H₂的转化率为       。