高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用能源，能够减少二氧化碳的排放。
1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中，通入2 molCO₂和3mol H₂，发生的反应为：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，△H＝－akJ·mol^－1（a＞0）， 测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________。
A．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
B．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C．单位时间内每消耗1.2mol H₂，同时生成0.4molH₂O
D．反应中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度之比为1:1，且保持不变
②下列措施中能使增大的是________（选填编号）。
A．升高温度         
B．恒温恒容下充入He(g)
C．将H₂O(g)从体系中分离   
D．恒温恒容再充入2 mol CO₂和3 mol H₂
③计算该温度下此反应的平衡常数K＝_________。若改变条件        （填选项），可使K＝1。
A．增大压强   B．增大反应物浓度   C．降低温度   D．升高温度   E．加入催化剂
（2）某甲醇燃料电池原理如图1所示。

①M区发生反应的电极反应式为______________________                _________。
②用上述电池做电源，用图2装置电解饱和食盐水（电极均为惰性电极），则该电解反应的总反应的离子方程式为：                                           。假设溶液体积为300mL，当溶液的pH值变为13时（在常温下测定），理论上消耗甲醇的质量为______________（忽略溶液体积变化）。
（3）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：
已知：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H＝－a kJ·mol^－1；
CH₃OH(g)＝CH₃OH(l)          △H＝－b kJ·mol^－1；
2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(g)        △H＝－c kJ·mol^－1；
H₂O(g)＝H₂O(l)                △H＝－d kJ·mol^－1，
则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为：________________________    _________。

(10分)偏二甲肼与N₂O₄是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
(CH₃)₂NNH₂(l)+2N₂O₄(l)2CO₂(g)+3N₂(g)+4H₂O(g) (Ⅰ)
（1）反应(Ⅰ)中氧化剂是   。
（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N₂O₄(g)2NO₂(g) (Ⅱ)当温度升高时，气体颜色变深，则反应(Ⅱ)为   (填“吸热”或“放热”)反应。
（3）一定温度下，反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 mol N₂O₄充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是   。

若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数     (填“增大”、“不变”或“减小”)，反应3 s后NO₂的物质的量为0．6 mol，则0 s～3 s内的平均反应速率v(N₂O₄)=            mol·L^-1·s^-1。

（1）将一定量的N₂(g)和H₂(g)放入2L的密闭容器中，在500℃、2×10⁷Pa下发生如下反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)
①在反应体系中加入催化剂，反应速率     ，该反应的反应热           （填“增大”、“减小”或“不变”）。
②5分钟后达到平衡，测得N₂为0．2 mol，H₂为0．6 mol，NH₃为0．2 mol。氮气的平均反应速率v(N₂)＝          ，H₂的转化率为            （保留小数点后一位）。
③欲提高②容器中H₂的转化率，下列措施可行的是           。

A．把气体的体积压缩至1L	B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂	D．液化生成物分离出氨

（2）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N₂在催化剂（掺有少量Fe₂O₃和TiO₂）表面与水发生下列反应：

进一步研究NH₃生成量与温度关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如下：

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10^－6mol）	4．8	5．9	6．0

此合成反应的a        0。（填“大于”、“小于”或“等于”）

研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）NaNO₃（s）+ClNO（g）   K₁  ∆H₁ < 0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g）               K₂  ∆H₂ < 0 （II）
（1）4NO₂（g）+2NaCl（s）2NaNO₃（s）+2NO（g）+Cl₂（g）的平衡常数K=          （用K₁、K₂表示）。
（2）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min时反应（II）达到平衡。测得10min内（ClNO）=7.5×10^－3mol•L^-1•min^-1，则平衡后n（Cl₂）=          mol，NO的转化率α₁=       。其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂        α₁（填“>”“<”或“=”），平衡常数K₂           （填“增大”“减小”或“不变”）。若要使K₂减小，可采用的措施是                             。

氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I．用甲烷制取氢气的反应分为两步，其能量变化如下图所示：

（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是                         。
II．在容积为1L的密闭容器内，加入0.1molCO和0.1molH₂O，在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO₂的浓度随时间变化的图像如下图：

（2）在该温度下，从反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为              ；
（3）下列改变中，能使平衡向正反应方向移动的是       。

A．升高温度	B．增大压强
C．增大H2O（g）的浓度	D．减少CO2（g）的浓度

（4）保持温度不变，若起始时c(CO)=1mol·L^—1， c(H₂O)="2" mol·L^—1，反应进行一段时间后，测得H₂的浓度为0.4 mol·L^—1。通过计算，判断此时该反应进行的方向并说明理由：                                                                     。

已知合成氨的反应为3H₂（g）+N₂（g）2NH₃（g） △H＜0，在某密闭容器中测得实验数据及数据处理如下表。

（1）下列说法可以说明合成氨反应达到平衡的是               
A．恒容时，整个容器内密度不变
B．恒压时，容器内平均相对分子质量不变
C．1 mol N≡N键断裂的同时，有3mol H-H键断裂
（2）当升高温度时，平衡向     方向移动(填“正”或“逆”)，请画出在t₂时刻升温后的v-t图，并作出必要的标注。

（3）表中实验2的K₂=          ，温度T₁、T₂的大小关系是          ，你判断的理由是               。

合成氨对农业生产及国防建设均具有重要意义。
N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) △H = -92 kJ·mol^-1
T₁℃时，在恒温恒容的密闭容器中，合成氨反应的各物质浓度变化曲线如下图所示：

请回答：
（1）若反应起始时n(N₂)为1mol、n(H₂)为3mol，则反应达到平衡时，放出的热量         （填“＝”或“＜”或“＞”）92 kJ
（2）表示N₂浓度变化的曲线是     （填浓度变化曲线代号“A”或“B”或“C”）。
（3）用H₂浓度的变化表示该反应在0~25min末的速率是       mol·L^-1·min^-1。
（4）若该反应在一定条件下于25 min末达到平衡状态，则
①此时平衡常数K =                  。
②保持该反应条件不变至第30 min末，将温度由T₁℃升高到T₂℃，则反应在第40min末再次达到平衡，在此过程中H₂浓度变化了1.5 mol·L^-1，请在图中画出从第25 min末 ～ 45min末NH₃浓度的变化曲线。

在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)，已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了a molC。
（1）达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是          （用含字母a的代数式表示）；
（2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为                    mol（用含字母a的代数式表示）。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比       （选填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C          mol。

在一容积为2 L的密闭容器内加入0．2 mol的N₂和0．6 mol的H₂，在一定条件下发生如下反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)ΔH＜0。反应中NH₃的物质的量浓度的变化情况如图所示：

（1）根据图示，计算从反应开始到平衡时(4min末)，平均反应速率v(NH₃)为____________________；
（2）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若改变反应温度，则NH₃的物质的量浓度不可能为____________（填序号）；
a．0．20 mol/L        b．0．12 mol/L      c．0．10 mol/L        d．0．08 mol/L
（3）反应达到平衡后，第5分钟末，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡______________移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)；
（4）在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH₃的浓度约为0．25 mol/L)。请在图中画出第5分钟末到达新平衡时NH₃浓度的变化曲线。

在密闭容器中，有一定起始浓度的氙(Xe)和F₂反应，可得到三种氟化物。各种生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系如下图所示(已知气体的分压之比等于物质的量之比)。

（1）420 K时，发生反应的化学方程式为__________________________，若反应中消耗1 mol Xe，则转移电子____________mol；
（2）600～800 K时，会发生反应：XeF₆(g)XeF₄(g)＋F₂(g)，其反应热ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_________________________________________________；（3）900 K时，容器中存在的所有组分__________________________________（填化学式）。

(10分)硫酸是工业生产中最为重要的产品之一，也是化学工业的重要原料。
（1）在硫酸工业生产中，我国采用黄铁矿为原料（与氧气反应）生产SO₂，进料前必须将黄铁矿粉碎，目的是________。
（2）实验测得SO₂反应生成SO₃的转化率与温度、压强有关，请根据下表信息，结合工业生产实际，选择最合适的生产条件是                 。

（3）利用催化氧化反应将SO₂转化为SO₃是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知在T₂温度时：2SO₂(g)+O₂(g)   2SO₃(g)；△H＝－196.6kJ·mol^－1，
①在T₁温度时，该反应的平衡常数，若在此温度下，向10L的恒容密闭容器中，充入0.3 mol SO₂(g)、1.6mol O₂(g) 和0.3 mol SO₃(g)，则反应开始时正反应速率     逆反应速率(填“＜”、“＞”或“=”)。
②在T₂温度时，开始在10L的密闭容器中加入4. 0 mol SO₂(g)和10mol O₂(g)，一定条件下当反应达到平衡时共放出热量196.6kJ。此时二氧化硫的转化率为     。
③在②中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂(g)平衡浓度比原减小的是          (填字母)。

A．保持温度和容器体积不变，充入1mol O2(g)

B．保持温度和容器体积不变，充入2mol SO3 (g)

C．降低温度

D．在其他条件不变时，减小容器的容积

已知反应2HI(g) H₂(g) +I₂(g)在T℃下的平衡常数为0.01。T℃时，在容积为2L的密闭容器中加入HI，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	HI	H2	I2
浓度/（mol·L^－1）	0.40	0.60	0.60

请计算回答下列问题（写出计算过程，否则不得分）：
（1）起始加入HI的物质的量              mol。
（2）达到平衡后HI的物质的量浓度              mol·L^－1（请保留三位有效数字）。
（3）T℃时，在另一个体积一定的密闭容器中，将I₂(g)与H₂(g) 置于其中发生上述反应，若达到平衡时H₂(g)与I₂(g)的体积比为1∶4，计算平衡时HI的体积分数为              ，以及开始时H₂(g)与I₂(g)的体积比为              。

化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义。
（1）机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
①气缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g)  2NO(g) △H ＞0。汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，请分析两点原因            、           。
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO，若设想按下列反应除去CO：
2CO(g)＝2C(s)＋O₂(g) ΔH>0，该设想能否实现？               （选填“能”或“不能”），依据是                          。
（2）氯气在298K、100kPa时，在1L水中可溶解0.09mol，实验测得溶于水的Cl₂约有1/3与水反应。该反应的离子方程式为                    ，在上述平衡体系中加入少量NaOH固体，溶液中Cl^—浓度             （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）一定条件下，Fe³⁺和I^—在水溶液中的反应是2I^—+2Fe³⁺I₂+2Fe²⁺，当反应达到平衡后，加入CCl₄充分振荡，且温度不变，上述平衡向          （选填“正反应”或“逆反应”）方向移动。请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的实验方案                    。

（每空2分，共12分）
PCl₃与PCl₅均是有机合成的重要中间体，两者存在以下相互转化关系：
PCl₅(g)  PCl₃(g) + Cl₂(g)   △H="a" kJ·mol^－1 在210℃时，将4mol PCl₅气体充入
2L真空密闭容器中发生上述反应，得到如下数据：

时间（s）	0	20	40	60
n（PCl5）	4	2.8	2	2

（1）已知上述反应在温度较高时才能自发进行，则a       0（填﹥、﹦、﹤）；
（2）计算从20s至40s共20s的时间内，用PCl₃表示的平均反应速率为          。210℃时该反应的平衡常数K值等于         。
（3）反应进行至60s后，将混合物的温度降低，重新达到平衡后氯气浓度将      （填“增大”、“减少”或“不变”）。
（4）欲增大该反应的K值，可采取的措施有（填序号）        
A．降低温度             B．向混合气体中通入Cl₂
C．使用高效催化剂       D．升高温度
（5）如右图是210℃时容器中PCl₅物质的量的变化曲线，请在该图中补画出该反应在160℃时PCl₅物质的量的变化曲线。

在一定条件下，用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物，该氧化物又可以经此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。某校化学小组利用下图所列装置进行铁与水反应的实验,并利用产物进一步与四氧化三铁反应制取铁粉。(装置中的铁架台、铁夹等必要的夹持仪器在图中均已略去)

（1）烧瓶A中常加入碎瓷片，其作用是                   ，B中石棉绒的作用                                     ，小试管Ｃ的作用是                    。
（2）反应开始时先点燃      处（填A或B）酒精灯，为了安全，在Ｅ管中的反应发生前，在F出口处必须              ，Ｅ管中的反应开始后，在F出口处应                     。
（3）写出高温下Fe 与H₂O(g)反应的化学方程式                               ，在一定条件下该反应实际上是可逆反应，试用化学平衡移动原理加以解释本实验中是如何实现Fe向Fe₃O₄的转变的                                                                  。
（4）停止反应，待B管冷却后，取其中固体加入过量稀盐酸，充分反应后过滤。简述证明滤液中含有Fe³⁺的实验操作及现象____________________________________________________。