高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

温度/ ℃	700	800	830	1000	1200
平衡常数	1.7	1.1	1	0.6	0.4

回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=           ，△H         0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)="0.003" mol·L^-1·s^-1，则6s时c(A)=            mol·L^-1， C的物质的量为           mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为              ，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为          ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为             (填正确选项前的字母)：
a．压强不随时间改变    b．气体的密度不随时间改变
c．c(A)不随时问改变    d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C(g)+D(g)  A(g)+B(g)的平衡常数的值为              。

将0.8 mol I₂(g)和1.2 mol H₂(g)置于某1L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I₂(g)＋H₂(g)  2HI(g)并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示：

HI体积分数	1min	2min	3min	4min	5min	6min	7min[
条件I	26%	42%	52%	57%	60%	60%	60%
条件II	20%	33%	43%	52%	57%	65%	65%

（1）在条件I到达平衡时，计算该反应的平衡常数K，要求列出计算过程。
（2）在条件I从开始反应到到达平衡时，H₂的反应速率为____________。
（3）为达到条件II的数据，对于反应体系可能改变的操作是_______________。
（4）该反应的△H__________0（填">"，"<"或"="）
（5）在条件I下达到平衡后，在7min时将容器体积压缩为原来的一半。请在图中画出c(HI)随时间变化的曲线。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H₂。CO和H₂可作为能源和化工原料，应用十分广泛．生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g)  H=+131.4kJ/mol
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g/L，用H₂O表示0～5min的平均反应速率为______________。
（2）关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是___________．
A．CO的含量保持不变
B．v_正(H₂O)=v_正(H₂)
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（3）若上述反应在t₀时刻达到平衡(如图)，在t₁时刻改变某一条件，请在图中继续画出t₁时刻之后正反应速率随时间的变化：

①缩小容器体积，t₂时到达平衡（用实线表示）；
②t₃时平衡常数K值变大，t₄到达平衡（用虚线表示）．
（4）在一定条件下用CO和H₂可以制得甲醇，CH₃OH和CO的燃烧热分别为725.8kJ/mol，283.0kJ/mol，1molH₂O(l)变为H₂O(g)吸收44.0 kJ的热量，写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学方程式_______________________
（5）如下图所示，以甲醇燃料电池作为电源实现下列电解过程．乙池中发生反应的离子方程式为_____________。当甲池中增重16g时，丙池中理论上产生沉淀质量的最大值为_________g。

t℃时，将3molA和1molB气体通入体积为2L的密闭容器中（容积不变），发生如下反应：3A（g）+B（g）xC（g）．2min时反应达到平衡状态（温度不变），剩余了0.8molB，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：
（1）从反应开始至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为             ．
（2）x=           ；平衡常数K=          ．
（3）若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气（假设氦气和A、B、C都不反应）后，化学平衡（填字母）           ．
A．向正反应方向移动     B．向逆反应方向移动     C．不移动
（4）若向原平衡混合物的容器中再充入amolC，在t℃时达到新的平衡，此时B的物质的量为n（B）=      mol．
（5）如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入三种物质的物质的量n（A）、n（B）、n（C）之间应该满足的关系式为                    ．

近来，制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
（1）德国克莱斯公司成功研制了甲醇(CH₃OH)制氢车载燃料电池工艺，其原理如下流程图所示：

①流程图中，甲醇与水在选择氧化器中反应生成二氧化碳和氢气，写出该反应的化学方程式            
②该车载燃料电池的介质为碱性环境，请写出该燃料电池的正极反应式为                            
（2）美国Bay等工厂成功研制了以甲烷来制取氢气，其生产流程如下图：

①此流程的第Ⅱ步反应为：CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)，该反应的化学平衡常数表达式K＝     
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表，在830 ℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应，其中反应开始时，向正反应方向进行的有________(填实验编号)。

温度/℃	400	500	830	1 000
平衡常数K	10	9	1	0.6
实验编号	n(CO)	n(H2O)	n(H2)	n(CO2)
A	1	5	2	3
B	2	2	1	1
C	3	3	0	0
D	0.5	2	1	1

③若400 ℃时，第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2kJ，第Ⅰ步反应的热化学方程式为：CH₄(g) ＋ H₂O(g) === 3H₂(g) ＋ CO(g) ΔH＝－103.3 kJ·mol^－1则400 ℃时，甲烷和水蒸反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为：                          
（3）我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法，下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。

要得出如图所示的实验结果，需要测定的实验数据是             ，本实验的目的是                 。

（1）在某压强恒定的密闭容器中加入2 molN₂和4 molH₂发生如下反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)；ΔH＝-92.4 kJ/mol，当反应建立平衡时，此时容器体积为反应前的三分之二。则：
①达到平衡时，N₂的转化率为___________。
②若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的百分含量与上述平衡相同，则a 、b、c应满足的关系为             。
（2）若将2 molN₂和4 molH₂放入起始体积相同的恒容容器中，在与（1）相同的温度下达到平衡，则平衡时NH₃的浓度 （1）          （2） （填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）常温下，用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10mol/L HCl溶液和20.00 mL 0.10 mol/L CH₃COOH溶液，得到2条滴定曲线，如下图所示：

①NaOH溶液滴定HCl溶液的曲线是          (填“图1”或“图2”)；
②图中c(Na^＋)＝c(CH₃COO^－)的点是          (填A、B、C、D或E)；
③滴定结束，经数据处理后发现a大于20.00ml，请你分析该同学测定a值偏大的原因可能是                           。

FeCl₃具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl₃高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
（1）FeCl₃净水的原理是（用离子方程式表示）                    。FeCl₃溶液腐蚀钢铁设备，除H^＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）                     。
（2）为节约成本，工业上用NaClO₃氧化酸性FeCl₂废液得到FeCl₃。
①若酸性FeCl₂废液中c(Fe²⁺)=2．0×10^－2mol·L^－1，c(Fe^3＋)=1．0×10^－3mol·L^－1，
c(Cl^－)=5．3×10^－2mol·L^－1，则该溶液的PH约为           。
②完成NaClO₃氧化FeCl₂的离子方程式：
□ClO₃^―+□Fe²⁺+□             =□Cl^―+□Fe³⁺+□          。
（3）生成聚合氧化铁的离子方程式为：xFe³⁺+yH₂OFe_x(OH)y^(3x-y)++yH⁺    欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）                 。
a．降温         b．加水稀释       c．加入NH₄Cl     d．加入NaHCO₃

2015年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。

据此判断：
①该反应的平衡常数表达式为                     。
②该反应的ΔH           0（选填“＞”、“＜”）。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在右图中画出c(CO₂)在T₂、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。
CH₄(g)＋2NO₂(g) = N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H =－867kJ·mol^－1
2NO₂(g) N₂O₄(g)   △H =－56.9kJ·mol^－1
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式                    。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。

写出上述光电转化过程的化学反应方程式             。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是        (填a→b或b→a)。

汽车尾气、燃煤尾气、地面灰尘等污染物是造成空气污染的主要原因。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)＋2CO(g)2CO₂(g)＋N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：

①该反应的ΔH________0(填“＞”“＜”)。
②在T₂温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N₂)＝___________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在上图中画出c(CO₂)在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是___________(填代号)。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH₁＝－867 kJ/mol
2NO₂(g)＝N₂O₄(g)ΔH＝－56.9 kJ/mol
写出CH₄(g)催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式_____________。
（3）已知反应：CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)，现将不同量的CO₂(g)和H₂(g)分别通入到容积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下两组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡 所需时间/min
CO2(g)	H2(g)	H2O(g)	CO2(g)
1	650	2	1	0.4	1.6	6
2	900	4	2	1.6	2.4	2

 
①实验1条件下平衡常数K＝____________(保留小数点后二位)。
②该反应的ΔH____________0(填“＜”或“＞”)。

合成尿素的反应为：完成下列填空:
（1）写出NH₃的电子式                ；画出碳原子结构示意图                 ；氧元素位于周期表第          周期第              族。
（2）上述反应所涉及的4种元素，原子半径从大到小的排列顺序为           。
（3）上述反应所涉及的4种元素中，非金属性最强的是           。
（4）一定条件下，在10L的恒容密闭容器中，充入2mol NH₃和1mol CO₂，反应经5min后达到平衡，测得容器中水蒸气0．6mol,则平均反应速率v(NH₃)=           mol/(L·min)。
（5）下列能说明上述反应己达平衡的是          。（填序号）
a．2c(NH₃)=c(H₂O)                b．CO₂的浓度不变
c．v_正(NH₃):v_正（CO₂）=2:1         d．气体的压强不变
（6）为提高氨气的转化率，工业上用该反应生产尿素时，合适的反应条件是           。(填序号)
a．200℃    b．800℃    c．101kPa    d．24000kPa

甲醇是重要的化工原料，利用CO₂和H₂合成甲醇，发生的主反应如下：CO₂(g)+3H₂(g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)△H

已知：在25℃、101kPa 下，1g 甲醇燃烧生成 CO₂和液态水时放热 22.70kJ．请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                  ．
（1）在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂进行上述反应．测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图1所示．回答：
0～10min 内，氢气的平均反应速率为           mol/(L•min)；第10min 后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入0.75mol CO₂(g)和1.5mol H₂O(g)，则平衡         (填“正向”、“逆向”或“不”)移动．恒温恒压密闭容器中该反应达平衡状态的依据是(填序号)           ．

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)	B．混合气体的密度不变
C．c(CH3OH)=c(H2O)	D．混合气体的总物质的量不变

（2）如图2，25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液，该装置中 a 极为            极，负极反应式为          ．在电解一段时间后，NaCl溶液的pH值变为12(假设NaCl 溶液的体积不变)，则理论上消耗甲醇的物质的量为                mol．
（3）取五份等体积的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φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H          0(填“＞”、“＜”或“=”)．

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe₂O₃(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH₁＝＋489.0 kJ·mol^－1
C(石墨)＋CO₂(g)="2CO(g)" ΔH₂＝＋172.5 kJ·mol^－1
则CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为___________________________
（2）某实验将CO₂和H₂充入一定体积的密闭容器中，在两种不同温度条件下反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)   ΔH＝－49.0 kJ·mol^－1
测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示，回答问题：

①该反应的平衡常数表达式K=_______________；
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为：K_Ⅰ _________K_Ⅱ（填“＞”、“＝”或“＜”)。
③下列措施中能增大CO₂转化率的是____________。（填序号）

A．升高温度	B．充入He(g)使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离	D．再充入一定量CO2

④下列图像正确且能表明在t时刻反应一定处于平衡状态的是__________。（填序号）

铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度
973K	1173K
ⅠFe(s)+CO2(g)= FeO(s)+CO(g)	K1	1.47	2.15
ⅡFe(s)+H2O(g)= FeO(s)+H2(g)	K2	2.38	1.67
ⅢCO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g)	K3	？	？

完成下列填空：
（1）反应Ⅰ是________（选填“吸热”，“放热”）反应。根据反应Ⅰ与Ⅱ可以推导出同温下K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=________（用K₁、K₂表示）。
（2）973K时，若反应Ⅲ在一个容积为2L的反应容器内2min时达到平衡，有3mol电子发生转移，则在2min内v（CO₂）=__________。若压缩容器的容积为原来的一半，平衡将________移动（选填“向左”，“向右”，“不”），CO₂的浓度将________（选填“增大”，“减小”，“不变”）。使该反应的平衡转化率及平衡常数都增大的措施有________。

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”）

两只密闭容器A和B，A保持温度、容积不变；B保持温度、压强不变。起始时向容积相等的A、B中分别通入体积比为2:1的等量的SO₂和O₂，使之反应：2SO₂+O₂2SO₃，并达到平衡。则（填>、=、<；向左、向右、不移动；增大、减小、不变）。
（1）达到平衡所需要的时间：t(A)_________t(B)，SO₂的转化率：a(A)________a(B)
（2）起始时两容器中的反应速率：v(A)________v(B)，反应过程中的反应速率：v(A)________v(B)。
（3）达到平衡时，在两容器中分别通入等量的Ar气。A中的化学平衡向________反应方向移动，B中的化学反应速率________。
（4）达到平衡后，向两容器中分别通入等量的原反应气体，再次达到平衡时，A容器中SO₂的百分含量________，B容器中SO₂的百分含量________。