高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

【化学–选修2：化学与技术】
重铬酸钠俗称红矾钠(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)，是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下：

（1）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na₂SiO₃可写成Na₂O·SiO₂，则Fe(CrO₂)₂可写成                          。
（2）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe(CrO₂)₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反应化学方程式如下：4Fe(CrO₂)₂+8Na₂CO₃+7O₂ = 2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂。为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是                            。（写一种即可）
（3）已知CrO₄^2－在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
2CrO₄^2－+2H⁺= Cr₂O₇^2－+H₂O；     3CrO₄^2－+4H⁺= Cr₃O₁₀^2－+2H₂O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是                                    。
② 混合溶液乙中溶质的化学式是                 。
（4）在含Cr₂O₇^2－废水中存在着平衡：Cr₂O₇^2－+H₂O2CrO₄^2－+2H⁺，请写出该平衡的平衡常数表达式K=       ，若继续加水稀释，平衡将    移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
（5）请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应：
□Cr₂O₇^2－+□S^2－+□H₂O ——□Cr(OH)₃+□S₂O₃^2－+□OH^－

(17分)合成氨工业上常用下列方法制备H₂：
方法：
方法：

试计算25℃时由方法②制备l000g H₂所放出的能量为_________ kJ。
（2）在一定的条件下，将C(s)和H₂O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应：
其相关数据如下表所示：

①T₁_________T₂（填“>”、“=”或“<”）；
T₁℃时，该反应的平衡常数K="_________" 。
②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H₂O(g)的物质的量浓度范围是_________。
③一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_________。
A．
B．混合气体的密度保持不变

D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响，测得逆反应速率与时间的关系如图所示：

可见在t₁、t₃、t₅、t₇时反应都达了到平衡状态，如果t₂、t₄、t₆、t₈时都只改变了一个反应条件，则从t₁到t₈哪个时间段H₂O (g)的平衡转化率最低_________，t₄时刻改变的条件是__________。
⑤在25 ℃时，c mol/L，的醋酸与0.02mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液刚好呈中性，
用含c的代数式表示CH₃COOH的电离常数Ka=_________。

硝酸铵在现代农业生产和国防中都占有重要地位，下图是云南天然气化工厂合成硝酸铵的简要生产工艺流程：

回答下列问题：
（1）N₂的电子式            ，合成氨的反应中，若生成1g氨放出热量a KJ,写出该反应的热化学方程式                                          。
（2）氨催化氧化的化学方程式是                                      ，
试从化学反应速率和化学平衡原理分析温度、压强对合成氨反应的影响                  。
（3）若输送NH₃的管道某处发生泄漏，检测的简单方法                                    。
（4）农业生产上长期、过量使用化肥硝酸铵，会加重土壤酸化，原因是（用离子方程式回答）             。
（5）25℃时，将x mol NH₄NO₃溶于一定量水中，向该溶液中滴加y L氨水后溶液呈中性，则滴加氨水过程中水的电离平衡将   （填“正向” “不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的物质的量浓度为               （25℃时，K_b(NH₃·H₂O)="2.0" × 10^-5 mol·L^-1）。

偏二甲肼与是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：
　（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：　（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．现将1 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后的物质的量为0.6，则0～3内的平均反应速率= ．
（4）可用氨水吸收生成．25℃时，将  溶于水，溶液显酸性，原因是（用离子方程式表示）．向该溶液滴加 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将填"正向""不"或"逆向"）移动，所滴加氨水的浓度为．（的电离平衡常数取K_b=2×10^﹣5 ）

在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)　ΔH＜0
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式K＝__________。
（2）降低温度，该反应K值______，二氧化硫转化率______，化学反应速率______。(以上均填“增大”“减小”或“不变”)
（3）600 ℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图所示，反应处于平衡状态的时间是________。

（4）据上图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是________________ _(用文字表达)；10 min到15 min的曲线变化的原因可能是________(填写编号)。

A．加了催化剂

B．缩小容器体积

C．降低温度

D．增加SO3的物质的量

降低太气中CO₂含量及有效开发利用CO₂，是科学家研究的重要课题。
（1）将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：
2CO₂（g）+6H₂（g）CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g） △H=-122．4kJ·mol^－1
①某温度下，将2．0molCO₂（g）和6．0molH₂（g）充入体积可变的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH₃OCH₃（g）的物质的量分数变化如下表所示。

则P_l      P₃（填“>”“<”或“=”，下同）。若T₁、P_l，T₃、P₃时平衡常数分别为K₁、K₃，
则K₁     K₃。T₁、P_l时H₂的平衡转化率为         。
②一定条件下，t上述反应在密闭容器中达平衡。当仅改变影响反应的一个条件，引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____      。
A．反应物的浓度降低        B．容器内压强增大
C．正反应速率大于逆反应速率    D．化学平衡常数K增大   
（2）碳酸氢钾溶液加水稀释，       （填“增大”“不变”或“减小”）。用碳酸钾溶液吸收空气中CO₂，当溶渡呈中性时，下列关系或说法正确的是        。
A．c（K⁺）=2c（CO）+c（HCO）+c（H₂CO₃）
b．c（HCO）c（CO）
c．降低温度，c（H⁺）·c（OH^－）不变
（3）向盛有FeCl₃溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液，立即产生气体，溶液颜色加深，用激光笔照射能产生丁达尔效应，反应的离子方程式为                      。

．Ⅰ．已知下列反应的热化学方程式为：
（1） C(s) + O₂₍g) = CO₂₍g)       △H₁ =" -393.5" kJ/mol
（2） CH₃COOH(l) + 2O₂(g) = 2CO₂(g) + 2H₂O(l)  △H₂ =" -870.3" kJ/mol
（3） 2H₂₍g) + O₂(g) = 2H₂O(l)      △H₃ =" -571.6" kJ/mol
请计算:2C(s) + 2H₂(g) + O₂(g)= CH₃COOH(l)   △H₄ =                         。
Ⅱ．在某温度下，物质(t－BuNO)₂在正庚烷或CCl₄溶剂中均可以发生反应：
(t－BuNO)₂　2(t－BuNO) 。该温度下该反应在CCl₄溶剂中的平衡常数为1.4。
（1）向1L正庚烷中加入0.50mol（t-BuNO）₂，10min时反应达平衡，此时（t-BuNO）₂的平衡转化率为60%（假设反应过程中溶液体积始终为1L）。反应在前10min内的平均速率为ν（t-BuNO）=      。列式计算上述反应的平衡常数K =　　　   　 。
（2）有关反应：(t－BuNO)₂2(t－BuNO) 的叙述正确的是（    ）
A．压强越大，反应物的转化率越大     B．温度升高，该平衡一定向右移动
C．溶剂不同，平衡常数K值不同
（3）通过比色分析得到40℃时(t－BuNO)₂和(t－BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示，请在同一图中绘出(t－BuNO)₂和（t－BuNO）浓度随时间的变化曲线。

时间（min）	0	1	3	5	7	9	11
c(t－BuNO)2 mol/L	0.05	0.03	0.01	0.005	0.003	0.002	0.002
c(t－BuNO) mol/L	0	0.04	0.08	0.07	0.094	0.096	0.096

Ⅲ．甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通甲醇的电极反应式为                                  。若通空气的电极上有32g O₂参加反应，则反应过程中转移了       mol e^－。

（本题16分）降低大气中CO₂的含量和有效地开发利用CO₂正成为研究的主要课题。
（1）已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l) ＋ 3O₂(g) ＝ 2CO₂(g) ＋ 4H₂O(g)  ΔH ＝－1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O₂(g) ＝ 2CO₂(g)  ΔH ＝－566.0 kJ/mol
③ H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                     。
（2）在容积为2L的密闭容器中，充入2mol CO₂和6mol H₂，在温度500℃时发生反应：
CO₂（g）+ 3H₂（g）CH₃OH（g）+ H₂O（g） △H<0。CH₃OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题：

①从反应开始到20分钟时，H₂的平均反应速率v(H₂)＝_________________。
②从30分钟到35分钟达到新的平衡，改变的条件可能是             。
A. 增大压强    B.加入催化剂   C.升高温度    D.增大反应物的浓度 
③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数)
④如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO₂和6mol H₂，保持温度不变，达到新平衡时，CH₃OH的浓度____________1mol.L^-1(填“>”、“<”或“=”)。
（3）一种原电池的工作原理为：2Na₂S₂ + NaBr₃ Na₂S₄ + 3NaBr。用该电池为电源，以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，使CO₂在铜电极上可转化为甲烷。
①该电池负极的电极反应式为：                                              。
②电解池中产生CH₄一极的电极反应式为：                                     。
（4）下图是NaOH吸收CO₂后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H₂CO₃、HCO₃^－、CO₃^2－三种成分平衡时的组成分数。

下列叙述正确的是             。
A．此图是1.0 mol·L^-1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L^-1 HCl溶液的滴定曲线
B．在pH分别为6.37及10.25时，溶液中c(H₂CO₃)=c(HCO₃^－)=c(CO₃^2－)
C．人体血液的pH约为7.4，则CO₂在血液中多以HCO₃^－形式存在
D．若用CO₂和NaOH反应制取NaHCO₃，宜控制溶液的pH为7～9之间

(15分)已知2A(g)＋B(g)2C(g)，H＝－a kJ/mol(a＞0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B，在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L，放出热量为b kJ。
⑴比较a     b(填“＞”“＝”或“＜”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知，表中T₁     T₂(填“＞”、“＝”或“＜”)。

T/K	T1	T2	T3
K	1.00×10^7	2.45×10^5	1.88×10^3

若在原来的容器中，只加入2 mol C，500 ℃时充分反应达平衡后，吸收热量为c kJ，C的浓度     (填“＞”“＝”或“＜”)ωmol/L，a、b、c之间满足何种关系     (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量，加入各物质的物质的量可能是     。
A． 4 mol A和2 mol B                   B． 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C． 4 mol A和4 mol B                   D． 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是     。
A． 及时分离出C气体                B． 适当升高温度
C． 增大B的浓度                    D． 选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同)，起始时加入2 mol A和1 mol B，500 ℃时充分反应达平衡后，放出热量为d kJ，则d     b(填“＞”、“＝”或“＜”)，理由是_               。
⑹ 在一定温度下，向一个容积可变的容器中，通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂，使之反应，平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度，在相同容器中，将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C，则平衡时A的百分含量     (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。

(16分)运用化学反应原理研究NH₃的性质具有重要意义。请回答下列问题：
（1）已知：①4NH₃(g)+3O₂(g)===2N₂(g)+6H₂O(g)  H=-1266.8kJ·mol^-1
②N₂(g)+O₂(g)===2NO(g)  H=180.5kJ·mol^-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式                   。
（2）氨气、空气可以构成燃料电池，其电池反应原理为4NH₃+3O₂===2N₂+6H₂O。则原电解质溶液显   (填“酸性”、“中性”或“碱性”)，负极的电极反应式为          。
（3）合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：

①由上表数据可知该反应为放热反应，理由是          ；
②理论上，为了增大平衡时H₂的转化率，可采取的措施是   (填字母序号)；
a．增大压强    b．使用合适的催化剂
c．升高温度    d．及时分离出产物中的NH₃
③400^oC时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L^-1、2mol·L^-1、1mol·L^-1时，此时刻该反应的v_正(N₂)   v_逆(N₂)(填“>”、“<”或“=”)。
（4）①25^oC时，将amol·L^-1的氨水与0.1mol·L^-1的盐酸等体积混合。当溶液中c(NH₄⁺)=c(Cl^-)时，用含a的代数式表示NH₃·H₂O的电离常数K_b=      ；
②向25mL0.10mol·L^-1的盐酸中滴加氨水至过量，该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是         (填字母序号)。
a．c(Cl^-)>c(H⁺)>c(NH₄⁺)>c(OH^-)    b．c(C1^-)>c(NH₄⁺)=c(H⁺)>c(OH^-)
c．c(NH₄⁺)>c(OH^-)>c(Cl^-)>c(H⁺)    d．c(OH^-)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(Cl^-)

碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题：
（1）在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒，常用SO₂将CO氧化SO₂被还原为S。
已知： C(s)+（g）=CO（g）ΔH₁=-126．4kJ/mol        ①
C(s)+O₂（g）=CO₂（g）  ΔH₂= －393．5kJ·mol^－1       ②
                 S(s)+O₂（g）=SO₂（g）   ΔH₃= －296．8kJ·mol^－1         ③
则SO₂氧化CO的热化学反应方程式：                              
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。

①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示，该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H₂)/n(CO)]、温度的变化关系，曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，则K₁、K₂、K₃的大小关系为         ；测得B(X₁,60)点氢气的转化率为40%，则x₁=        。
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是      （填序号）。

A．正反应速率先增大后减小	B．逆反应速率先增大后减小
C．化学平衡常数K值增大	D．反应物的体积百分含量增大

E． 混合气体的密度增大
③一定条件下，将2molCO和2molH₂置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应，反应达到平衡时CO与H₂体积之比为2∶1，则平衡常数K＝              。
（3）最新研究发现，用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。
原理：使用惰性电极电解，乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸，
总反应为:2CH₃CHO+H₂OCH₃CHOH+CH₃CHOOH。
实验室中，以一定浓度的乙醛-Na₂SO₄溶液为电解质溶液，模拟乙醛废水的 处理过程，其装置示意图如图所示：

①电解过程中，两极除分别生成乙酸和乙醇外，均产生无色气体，阳极电极反应分别为：
4OH^－-4e^－═O₂↑+2H₂O；                                   。
②在实际工艺处理过程中，阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m³乙醛的含量为300mg/L的废水，可得到乙醇        kg(计算结果保留2位小数）

金属钛素有“太空金属”、“未来金属”等美誉。工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛并得到副产品FeSO₄·7H₂O(绿矾)的工艺流程如下图所示。 

已知：TiO²⁺在一定条件下会发生水解；钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO₃），含有少量SiO₂杂质；其中一部分铁元素在钛铁矿处理过程中会转化为+3价。
（1）黑钛液中生成的主要阳离子有TiO²⁺和Fe²⁺，写出步骤①化学反应方程式：_________；
步骤②中，加入铁粉的主要目的是　　　　　　　。
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的　　　 （填字母序号）。
　　a．熔沸点差异　　　　b．溶解性差异　　　 c．氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均涉及到的操作是　　　　　　 （填操作名称）；在实验室完成步骤⑤“灼   烧”所需主要仪器有                 。
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO²⁺转化为Ti(OH)₄ 的原因:
　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（5）可以利用生产过程中的废液与软锰矿（主要成分为MnO₂）反应生产硫酸锰（MnSO₄，易溶于水），该反应的离子方程式为　　　        　　　　。
（6）实验室通过下面方法可测定副产品绿矾中FeSO₄·7H₂O的质量分数。
a．称取2.85g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25．00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.01mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为19．00mL（滴定时发生反应的离子方程式为：Fe²⁺＋MnO₄^-＋H⁺→Fe³⁺＋Mn²⁺＋H₂O 未配平 ）。
计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为         （用小数表示，保留二位小数）。

(15分)含铬污水处理是污染治理的重要课题。污水中铬元素以Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-形式存在，常见除铬基本步骤是：

（1）加酸可以使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-： 2CrO₄^2- + 2H⁺ Cr₂O₇^2- + H₂O
若常温下pH=1溶液中Cr₂O₇^2-浓度为0．1 mol•L^-1，Cr₂O₇^2-浓度是CrO₄^2-浓度的10倍，该化学平衡常数K=      。
（2）六价铬的毒性大约是三价铬的100倍，二氧化硫还原法是在酸性溶液中通SO₂将Cr₂O₇^2-还原，反应的离子方程式为                                 。而后再加碱将Cr³⁺沉淀，已知常温下K_sp［Cr(OH)₃］ =10^-32,要使c(Cr³⁺)降低到10^-5mol•L^-1，溶液的pH应升高到    。
（3）电解还原法是利用电解产生的Fe²⁺将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺．电解装置所用的电极材料是碳棒和铁片，其中铁片连接直流电源的      极。
（4）Cr(OH)₃为绿色粘性沉淀，类似于Al(OH)₃既溶于酸又能溶于强碱溶液。Cr(OH)₃溶于稀硫酸的化学方程式为                                                    。往100．00mL 0．1000 mol•L^-1CrCl₃溶液滴加1．000mol•L^-1NaOH溶液, 请画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系图:

氮的化合物是中学化学的重要物质，与人类生活密切相关。
（1）金属与不同密度的硝酸溶液反应所得的还原产物比较复杂，如图所示：

请写出铁与密度为1.35 g.m的硝酸反应的化学方程式：______________________.
（2）亚硝酸钠是一种致癌物质，它在中性或碱性条件下是稳定的，酸化后能氧化碘化钾生成棕色溶液和NO，则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____。
（3）如图甲为NO₂和C0反应生成CO₂和NO过程的能量变化示意图，请写出该反应的热化学方程式:__________________________________________________________.

（4）已知NO₂和N₂O₄可以相互转化：2NO₂(g)N₂O₄(g) △H<0。现将一定量的NO₂和N₂O₄混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中发生上述反应，反应物的浓度随时问变化关系如图乙所示。
①前10 min内用NO₂表示的平均反应速率v（NO₂）=        ；上述反应的平衡常数K=__________。
②反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是________________________.
③若要使上述反应的平衡常数K增大，采取的措施是_________________。

A．加入催化剂

B．缩小容器体积

C．降低温度

D．再加入一定量的NO2

(14分)研究CO₂与CH₄的反应使之转化为CO和H₂，对减缓燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
（1）已知：2CO(g)+O₂(g)＝2CO₂(g)　 △H＝－566 kJ·mol^－1
2H₂(g)+O₂(g)＝2H₂O(g)　△H＝－484 kJ·mol^－1
CH₄(g)+2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(g)   △H＝－802 kJ·mol^－1
则CH₄(g)+CO₂(g)2CO(g)+2H₂(g)　△H＝　 　kJ·mol^－1
（2）在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L^－1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、压强的关系如下图所示。

①据图可知，p₁、p₂、 p₃、p₄由大到小的顺序　  　。
②在压强为p₄、1100℃的条件下，该反应5min时达到平衡点X，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）CO和H₂在工业上还可以通过反应C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂ (g)来制取。
① 在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，可认定平衡已达到的是        

A．体系压强不再变化	B．H2与CO的物质的量之比为1:1
C．混合气体的密度保持不变	D．气体平均相对分子质量为15，且保持不变

② 在某密闭容器中同时投入四种物质，2min时达到平衡，测得容器中有1mol H₂O(g)、1mol CO(g)、2.2molH₂(g)和一定量的C(s)，如果此时对体系加压，平衡向       (填“正”或“逆”)反应方向移动，第5min时达到新的平衡，请在右图中画出2～5min内容器中气体平均相对分子质量的变化曲线。