高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响计算题

在体积固定的密闭容器中N₂与H₂发生反应：N₂（g）＋3 H₂2 NH₃
达到平衡时c （N₂）＝3.5 mol·L^-1，c （H₂）＝1 mol·L^-1，c （NH₃）＝5 mol·L^-1，求：
（1）N₂和H₂的起始浓度
（2）N₂的转化率（要求有解题过程）

已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)＋H₂O (g)CO₂(g)＋H₂(g) ，800℃时，在容积为2.0L的密闭容器中充入2.0mol CO(g)和3.0mol H₂O(g)，保持温度不变，4 min后反应达到平衡，测得CO的转化率为60%。
（1）求4 min内H₂的平均化学反应速率。
（2）计算800℃时该反应的平衡常数。
（3）427℃时该反应的化学平衡常数为9.4，请结合（2）中的计算结果判断该反应的ΔH       0（填“＞”、“＜”或“＝” ）。

在密闭容器中将NO₂加热到某温度时，进行如下的反应：2NO₂2NO+O₂，反应5分钟后达平衡，测得平衡时各组分的浓度分别为：c(NO₂)＝0．06 mol/L，c(NO)＝0．24 mol/L。试求：
（1）NO₂的转化率为多少？
（2）反应前后的压强比为多少？
（3）计算该温度下反应的平衡常数．
（4）在这5分钟内，用O₂来表示的平均反应速率是多少？

将N₂和 H₂按一定比例混合，在相同状况下其密度是H₂的 3．6倍，取0．5mol该混合气体通入密闭容器内，使之发生反应并在一定条件下达到平衡。已知反应达到平衡后容器内压强是相同条件下反应前压强的0．76倍，试求：
（1）反应前混合气体中N₂和 H₂的体积比；
（2）达到平衡时混合气体中的氨的体积分数；
（3）平衡时N₂的转化率。

已知反应：CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)
在427°C时的平衡常数是9．4．如果反应开始时，一氧化碳和水蒸气的浓度都是0．01mol·L^-1，计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。

某温度下，在一固定容积的密闭容器中投入一定物质的量的N₂与H₂进行可逆反应：N₂(g)＋3H₂(g)  2NH₃(g) 在2 min时达到平衡状态，此时c(N₂)＝5.00 mol/L，c(H₂)＝10.00mol/L，c(NH₃)＝5.00 mol/L。试求：（写出解题过程）
（1）该温度下，反应的平衡常数是多少？
（2）H₂的起始浓度；
（3）用N₂表示该反应的反应速率是多少；
（4）N₂的转化率（保留三位有效数字）；

在1大气压390℃时，可逆反应： 2NO₂        2NO+O₂达到平衡，此时平衡混合气体的密度是相同条件下H₂密度的19.6倍，求NO₂的分解率。

一定温度下的密闭容器中存在如下反应：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，已知CO（g）和H₂O(g)的起始浓度均为2mol·L^-1，经测定该反应在该温度下的平衡常数K=1，试判断：
(1)当CO转化率为25%时，该反应是否达到平衡，若未达到，向哪个方向进行？
(2)达到平衡时，CO的转化率为多少？
(3)当CO的起始浓度仍为2mol·L^-1，H₂O(g)的起始浓度为6mol·L^-1，求平衡时CO的转化率？

在密闭容器中，将1.0molCO与1.0molH₂O混合加热到800℃，发生下列反应：
CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)，一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5mol。求：
(1)达到平衡时CO₂的物质的量分数和该反应的化学平衡常数；
(2)达到平衡后向该平衡体系中通入1.0mol水蒸气，达到新的平衡状态时，求水蒸气的物质的量和CO₂的物质的量分数。

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是 _____；
②由MgO可制成“镁——次氯酸盐”电池，其装置示意图如图1，该电池正极的电极反应式为_________；

（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) △H＝QkJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为K＝_______。
②取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1:3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应，反应相同时间后测得甲醇的体积分数( CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述反应的Q_____0（填“＞”“＜”或“＝”）；
③在其中两个容器中，测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图3所示，曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K₁_________K₁₁（填“＞”“＜”或“＝”）。
（3）用H₂或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知：2NO(g)＝N₂(g)＋O₂(g) △H＝－180.5kJ/mol
2H₂O(l)=2H₂(g)＋O₂(g) △H＝+571.6kJ/mol
则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式是________。

多晶硅是太阳能光伏产业的重要原料。
（1）由石英砂可制取粗硅，其相关反应的热化学方程式如下：

①反应SiO₂（s）+2C（s）=Si（s）+2CO（g）的△H=    kJ·mol^-1（用含a、b的代数式表示）。
②SiO是反应过程中的中间产物。隔绝空气时，SiO与NaOH溶液反应（产物之一是硅酸钠）的化学方程式是          。
（2）粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl₃，经提纯后再用H₂还原：SiHCl₃（g）+H₂（g）Si（s）+3HCl（g）不同温度及不同n（H₂）/n（SiHCl₃）时，反应物X的平衡转化率关系如图；

①X是      （填“H₂”、“SiHCl₃”）。
②上述反应的平衡常数K（1150℃）    K（950℃）（选填“>”、“<”、“=”）
（3）SiH₄（硅烷）法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。
①用粗硅作原料，熔盐电解法制取硅烷原理如图10，电解时阳极的电极反应式为     。
②硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料，它可由SiH₄与NH₃混合气体进行气相沉积得到，已知Y中Si的质量分数为60%，Y的化学式为        。

碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g)  ΔH₁＝ +489.0 kJ/mol
C(石墨)＋CO₂(g)＝2CO(g)   ΔH₂＝+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为                                        ；
②氯化钯（PdCl₂）溶液常被应用于检测空气中微量CO。PdCl₂被还原成单质，反应的化学方程式为                                                ；
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C₃H₈和O₂构成丙烷燃料电池。
①负极电极反应式是：                                            ；
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)₂的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是          （填序号）

A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H⁺＋2e^－＝H₂↑
（3）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	CO2
1	650	2	4	1.6	5
2	900	1	2	0.4	3
3	900	1	2	0.4	1

 
①该反应的正反应为          （填“吸”或“放”）热反应；
②实验2中，平衡常数K＝          ；
③实验3跟实验2相比，改变的条件可能是                （答一种情况即可）；
（4）将2.4g碳在足量氧气中燃烧，所得气体通入100mL 3.0mol/L的氢氧化钠溶液中，完全吸收后，溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序                   。

研究CO₂与CH₄，反应使之转化为CO和H₂，对减缓燃料危机、减小温室效应具有重要的意义。
（1）已知：2CO（g）+O₂（g）＝2CO₂（g） △H＝－566kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g）  △H＝－484kJ/mol
CH₄（g）+2O₂（g）＝CO₂（g）+2H₂O（g） △H＝－890kJ/mol
则：CH₄（g）+CO₂（g）＝2CO（g）+2H₂（g）△H＝____________。

(2)在密闭容器中通人物质的量浓度均为0.1mol/L的CH₄与CO₂，在一定条件下发生反应CH₄（g）+CO₂（g）＝2CO（g）+2H₂（g），测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图1：
①下列事实能说明该反应一定达到平衡的是    。
a．CO₂的浓度不再发生变化
b．υ_正（CH₄）＝2υ_逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO与H₂的物质的量比为1:1
②据图可知，P₁、P₂、P₃、P₄由大到小的顺序为     。
③在压强为P₄、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡x点，则用CO表示该反应的速率为    ，该温度下，反应的平衡常数为     。
(3)用CO与H₂可合成甲醇(CH₃OH)，以甲醇和氧气反应制成的燃料电池如图2所示，该电池工作程中O₂应从     (填“c或一b”)口通人，电池负极反应式为                 ，若用该电池电解精炼铜，每得到6. 4g铜，转移电子数目为        。

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
（1）真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
2Al₂O₃(s)＋2AlCl₃(g)＋6C(s)=6AlCl(g)＋6CO(g)   △H＝a kJ·mol^－1
3AlCl(g) ＝2Al(l)＋AlCl₃(g) △H＝b kJ·mol^－1
反应Al₂O₃(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的△H＝     kJ·mol^－1(用含a、b的代数式表示)；
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g) △H="Q" kJ·mol^－1。在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（min） 浓度（mol/L）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

 
①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO)＝       ，T₁℃时，该反应的平衡常数K＝        ；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是       (填字母编号)。
a．通入一定量的NO            b．加入一定量的活性炭
c．加入合适的催化剂           d．适当缩小容器的体积   
③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为3：1：1，则Q         0(填“>”或“<”)。
④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是        (填选项编号)。
a．单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO₂(g) 
b．反应体系的温度不再发生改变
c．混合气体的密度不再发生改变
d．反应体系的压强不再发生改变
（3）铝电池性能优越，Al—Ag₂O电池可用作水下动力电源，其原理如下图所示：

请写出该电池正极反应式            ；常温下，用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液（过量），消耗27mg Al，则电解后溶液的pH＝        （不考虑溶液体积的变化）。

化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
（1）合成氨用的氢气有多种制取方法：请你写出用C制备水煤气的化学反应方程式    。还可以由天然气或重油制取氢气：CH₄＋H₂O(g) 高温催化剂CO＋3H₂；比较以上两种方法转移6mol电子时，C和CH₄的质量之比是        。
（2）工业生产可以用NH₃（g）与CO₂（g）经过两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH₃（g）与CO₂（g）反应生成尿素的热化学方程式为                  。
（3）已知反应Fe（s）+CO₂（g）＝FeO（s）+CO（g） △H＝akJ/mol。测得在不同温度下，该反应的平衡常数K随温度的变化如下：

①该反应的化学平衡常数表达式K=     ，a    0（填“>”、“<”或“：”）。在500℃2L密闭容器中进行反应，Fe和CO₂的起始量均为4 mol，则5min后达到平街时CO₂的转化率为   ，生成CO的平均速率v（CO）为    。
②700℃反应达到平衡后，要使该平衡向右移动，其他条件不变时，可以采取的措施有   （填字母）。

A．缩小反应器容积	B．增加Fe的物质的量
C．升高温度到900℃	D．使用合适的催化剂