高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：xA(g)＋yB(g）pC(g)＋qD(g)，已知：平均反应速率v_C＝v_A；反应2 min时，A的物质的量减少了，B的物质的量减少了mol，有a mol D生成。回答下列问题：
（1）反应2 min内，v_A＝_____mol/(L·min)；
（2）化学方程式中，x：y：p：q＝          ；
（3）反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为________；
（4）如果只升高反应温度，其他反应条件不变，平衡时D为1．5 a mol，则该反应的ΔH________0；(填“>”“<”或“＝”)
（5）如果其他条件不变，将容器的容积变为1 L，进行同样的实验，则与上述反应比较：
①反应速率_____，(填“增大”、“减小”或“不变”)理由是            ；
②平衡时反应物的转化率________，(填“增大”、“减小”或“不变”)
理由是                  。

N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。
（1）N₂O₅与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是                   。
（2）一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：2N₂O₅(g)4NO₂(g)＋O₂(g)；ΔH>0
①反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将          （填“增大”、“减小”、“不变”）。
②下表为反应在T₁温度下的部分实验数据：

t/s	0	500	1000
c(N2O5)/mol·L^－1	5．00	3．52	2．48

则500 s内N₂O₅的分解速率为                     。
③在T₂温度下，反应1000 s时测得NO₂的浓度为4．98 mol·L^－1，则T₂         T₁（填>、<或＝）。
（3）现以H₂、O₂、熔融Na₂CO₃组成的燃料电池采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示，其中Y为CO₂。

写出石墨Ⅰ电极上发生反应的电极反应式                      ，
N₂O₅在电解池的              区生成（填“阳极”或“阴极”）。

碳的氧化物在工业上有着广泛的应用，如CO 和H₂可以合成甲醇，CO₂和NH₃可以合成尿素。（共计12分）
Ⅰ.若在20L的密闭容器中按物质的量之比1︰2充入CO和H₂，发生反应：
CO（g）+ 2H₂（g） CH₃OH（g）。测得平衡时CO得转化率随温度变化及压强的变化如图所示：p₂、195℃时，n（H₂）随时间的变化如表所示：

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

（1）p₂、195℃时，0～1min内，υ（H₂）=                 mol/（L·min）。
（2）你认为p₁        p₂；  p₂、195℃时，B点，υ（正）    υ（逆）。（填“﹤”“﹥”或“=”）
（3）p₂、195℃时，该反应的化学平衡常数为              ；
Ⅱ．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：

（1）NH₃（g）与CO₂（g）反应生成尿素的热化学方程式为                 。
（2）工业上合成尿素时，既能加快反应速率，又能提高原料利用率的措施有    （填序号）
A．升高温度                   B．加入催化剂  
C．将尿素及时分离出去         D．增大反应体系的压强

向某密闭容器中加入0.15 mol/L A、0.05 mol/L C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t₀时c(B)未画出，t₁时增大到0.05 mol/L]。乙图为t₂时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

（1）若t₁＝15s，则t₀～t₁阶段v(C)＝______      _，A的转化率为______       __。
（2）若t₅时改变的条件是升温，此时v(正)>v(逆)，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出该反应的热化学方程式              。
（3）若t₄时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为____       _mol/L。
（4）t₃时改变的某一反应条件可能是_______   _(选填序号)。
a．使用催化剂        b．增大压强          c．增大反应物浓度

硫及其化合物在工业生产中有重要的应用，它们性质的研究对工业生产有重要的指导意义。
（1）2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，反应过程的能量变化如图所示。
已知1 mol SO₂(g)氧化为1 mol SO₃(g)放出的热量为99 kJ。请回答下列问题：
①图中E表示_________，E的大小对该反应的反应热有无影响？___________。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点升高还是降低？____________，理由是_____________；
②图中ΔH＝________kJ·mol^－1；
（2）下图表示在密闭容器中反应2SO₂+O₂2SO₃  达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况。

①a b过程中改变的条件可能是        ；
②b c过程中改变的条件可能是           ；
③若增大压强时，反应速率变化情况画在c~d处。

光气（COCl₂）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl₂在活性炭催化下合成。
（1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为：                  ;
（2）实验室中可用氯仿（CHCl₃）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为__            ；
（3）COCl₂的分解反应为COCl₂（g）= Cl₂（g）+ CO（g） △H =" +108" kJ/mol。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10 min到14 min的COCl₂浓度变化曲线未示出）：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________（保留小数点后三位）
②比较第2 min反应温度T（2）与第8 min反应温度（T8）的高低：T（2）____T（8）（填“<”、“>”或“=”）；
③若12 min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl₂）= ______mol/L；
④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v （2—3）、v（5—6）、v （l2－13）表示]的大小___________；
⑤比较反应物COCl₂在5－6 min和15－16 min时平均反应速率的大小：v （5－6）     v（15－16）（填“<”、“>”或“=”），原因是____________。

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知：①2C₃H₈（g）+7O₂（g）＝6CO（g）+8H₂O （l）△H₁=﹣2741.8kJ/mol
②2CO （g）+O₂（g）＝2CO₂（g）△H₂=﹣566kJ/mol
（1）反应C₃H₈（g）+5O₂（g）＝3CO₂（g）+4H₂O（l） 的△H=              。
（2）现有1mol C₃H₈在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO和2mol CO₂以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）△H=+41.2kJ/mol
①下列事实能说明该反应达到平衡的是             。
a．体系中的压强不发生变化   
b．V_正（H₂）="V" _逆（CO）
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化
d．CO₂的浓度不再发生变化
②5min后体系达到平衡，经测定，H₂为0.8mol，则v（H₂O）=    ；此时该反应的平衡常数K为  。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数K         （填“增大”、“减小”或“不变”）
依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在其内部可以传导O^2﹣,电池内部O^2﹣由      极移向         极（填“正”或“负”）；电池的负极电极反应式为            。
（3）用上述燃料电池和惰性电极电解足量Mg(NO₃)₂和NaCl的混合溶液．电解开始后阴极区的现象为        。

(15分)开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
（1）已知:  
①2CH₃OH(l)+3O₂(g）= 2CO₂(g)+4H₂O(g）ΔH₁=-1275．6 kJ·mol^-1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g）ΔH₂=-566．0 kJ·mol^-1
③H₂O(g)=H₂O(l）ΔH₃=-44．0 kJ·mol^-1
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）生产甲醇的原料CO和H₂来源于:  CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g）ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式K=             ，一定条件下CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则T₁    T₂(填“<”“>”或“=”下同)，A、B、C三点处对应平衡常数(K_A、K_B、K_C)的大小关系为___________。

②120℃时,将1 mol CH₄和2 mol H₂O（g）通入容积为1 L的密闭容器中发生反应,不能说明该反应已经达到平衡状态的是           。
a．容器内气体密度恒定      
b．混合气体的相对分子质量恒定       
c．容器内的压强恒定
d．3v_正(CH₄)=v_逆(H₂）     
e．单位时间内消耗0．3 mol CH₄同时生成0．9mol H₂
（3）某实验小组利用CO(g)、O₂(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为            。当有4mol电子通过导线时，消耗标准状况下的O₂体积为            L ,此时电解质溶液的PH值           （填“变大”、“变小”或“不变”）

对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料，消除氧化物对环境的负面影响。
（1）25℃时，石墨和CO的燃烧热分别为：393.5kJ/mol、283.0kJ/mol。请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式            。
（2）25℃时，反应2CO₂（g）2CO（g)+ O₂（g)的平衡常数K=2.96×10^-92。在一个体积可变的密闭容器中（起始时容器体积为1L）充入一定量CO₂、CO、O₂的混合气体，要使容器中的反应开始时向CO₂分解的方向进行，起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是            。当该反应在25℃时达到平衡后，其他条件不变时，升高温度或增加容器的压强，均能使该平衡发生移动，②请在坐标中作出该反应的平衡常数K随温度（T）、压强（p）变化的示意图。

（3）1600℃时，反应2CO（g)+ O₂（g)2CO₂（g）的平衡常数K=1.0×10⁸。经测定，汽车尾气中CO和CO₂气体的浓度分别为4.0×10^-5mol/L和4.0×10^-4mol/L。若在汽车的排气管上增加一个1600℃时的补燃器，并不断补充O₂使其浓度始终保持为4.0×10^-4mol/L。则经补燃处理后尾气中CO的浓度为      mol/L（结果保留两位有效数字）。
（4）以CO和O₂为电极燃料，以熔融K₂CO₃为电解质组成燃料电池，请写出该电池的负极反应式            。

节能减排已经成为全社会的共识，浙江省在原先推行乙醇汽油的基础上，开始试点甲醇汽油（即在汽油中添加一定量的甲醇），根据检测的数据分析认为，若宁波全市的140余万辆机动车全部使用甲醇汽油，一年内能减少有害气体（一氧化碳）排放将近100万吨。甲醇常利用煤气化过程中生成的CO和H₂来制备：CO+2H₂CH₃OH。请根据图示回答下列：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是         （填字母）：
A．△H>0，△S>0     B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0     D．△H<0，△S>0
（2）现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO和3molH₂，净测得CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如（图1）所示。从反应开始到平衡，CO的平均反应速率v(CO)＝       ，该反应的平衡常数K＝                     。
（3）恒容条件下，达到平衡后，下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO)增大的有          。
A．升高温度                     B．充入He气
C．再充入1molCO和3molH₂         D．使用催化剂
（4）若在一体积可变的密闭容器中充入1molCO、2molH₂和1molCH₃OH，达到平衡时测的混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍（此过程三种物质均处于气态），则平衡时混合气体的平均摩尔质量＝_____g/mol。
（5）根据(图2)，写出此反应的热化学方程式            。

（9 分）碳元素是形成物种最多的元素之一，其中许多物质对人类来说有着极其重要的作用。
（1）石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，它是世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，同时也是导电性最好的材料。下列物质在一定条件下能与它反应的是________(填字母)。

A．氧气

B．单质氟

C．氢氧化钠溶液

D．浓硝酸

（2）①CH₄(g)＋H₂O(g)===CO(g)＋3H₂(g) ΔH＝+206 kJ·mol^－1
②CO(g)＋2H₂(g)="==" CH₃OH(g) ΔH＝-91kJ·mol^－1
则CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH(g)和H₂(g)的热化学方程式为_____________。
（3）工业中用乙苯为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯的反应方程式为：
C₆H₅-CH₂CH₃（g）C₆H₅-CH=CH₂（g）+H₂（g）△H₁
向体积为VL 的密闭容器中充入a mol 乙苯，反应达到平衡状态时，平衡体系组成（物质的量分数）与温度的关系如图所示，在600℃时，平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%，则：
   
①计算600℃温度下该反应的平衡常数             。
②分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知：△H₁     0（填“＞、=或＜” )。
（4）某科研组设计如图装置，模拟“人工树叶”电化学实验装置如右图所示，该装置能将H₂O 和CO₂转化为O₂和燃料(C₃H₈O)。该装置工作时，a 电极的反应为          。

某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5um的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

离子	K^+	Na^+	NH4^+	SO4^2^－	NO3^－	Cl^－
浓度/mol·L^－1	4×10^－6	6×10^－6	2×10^－5	4×10^－5	3×10^－5	2×10^－5

根据表中数据判断试样的pH约为          。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。已知：
2H₂（g）+O₂（g）＝2H₂O（g） K₁
2C（s）+O₂（g）＝2CO（g）  K₂
C（s）+ H₂O（g）＝CO（g）+ H₂（g）  K＝_______（用含K₁、K₂的式子表示）。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是            。
A．Ca（OH）₂       B．Na₂CO₃      C．CaCl₂        D．NaHSO₃
（3）汽车尾气中有NO_x和CO的生成及转化为
①已知气缸中生成NO的反应为：N₂ （g）+O₂（g）2NO（g）  △H0
若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^－4mol。计算该温度下的平衡常数K＝                。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）＝2C（s）+O₂（g）。已知该反应的△H0，简述该设想能否实现的依据                    。
③目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为          。

（1）已知常温常压下：
①2CH₃OH（l）＋3O₂（g）＝2CO₂（g）＋4H₂O（g）  △H＝－1275.6kJ/mol
②H₂O（l）＝H₂O（g） △H＝＋44.0kJ/mol
写出甲醇燃烧的热化学方程式_____________________。
（2）甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。工业上用如下方法好处甲醇：

①方法一：该反应的△S_____0（填“＞”或“＜”）。图中曲线a到曲线b的措施是_________，恒温恒容时，下列说法能说明反应到达平衡状态的是________。

A．体系的平均摩尔质量不再改变	B．V（CO）＝V（CH3OH）
C．H2的转化率达到了最大限度	D．△H不再改变

②方法二：将CO₂和H₂按物质的量之比1：3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应，如图两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO₂转化率随温度的变化关系，其中a点的平衡常数表达式为：___________；a，b两点化学反应速率别用Va、Vb表示，则Va_____Vb（填“大于”、“小于”或“等于”）。已知原子利用率＝期望产物的总质量与生成物的总质量之比，则方法二的原子利用率与方法一的原子利用率之比为___。
（3）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是通电后将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。写出除去甲醇的离子方程式_________。

（实验班做）如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH_2，在500℃下发生发应，CO₂（g）+3H₂（g）    CH₃OH（g） + H₂O（g）。实验测得CO₂和CH₃OH（g）的物质的量（n）随时间变化如下图1所示：

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）＝_________________。500℃达平衡时，CH₃OH（g）的体积分数为         ，图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图，则该反应的正反应为     反应（填“放热”或“吸热”）。
（2）500℃该反应的平衡常数为        （保留两位小数），若提高温度到800℃进行，达平衡时，K值      （填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）下列措施中不能使CO₂的转化率增大的是________________。
A．在原容器中再充入1mol H₂        B．在原容器中再充入1molCO₂
C．缩小容器的容积                D．使用更有效的催化剂
E.将水蒸气从体系中分离出
（4）500℃条件下，测得某时刻，CO₂（g）、H₂（g）、CH₃OH（g）和H₂O（g）的浓度均为0. 5mol/L，则此时v（正）       v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。
（5）下列措施能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是        。
A.升高温度                     B.在原容器中充入1molHe
C.将水蒸气从体系中分离出       D.缩小容器容积，增大压强

目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO₂+3H₂   CH₃OH+H₂O，该反应的能量变化如图所示：

（1）甲同学认为该反应为放热反应，他的理由为：        。
（2）在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，测得CO₂的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5min末，用CO₂浓度变化表示的平均反应速率v(CO₂)=         ；反应达到平衡状态，此时H₂的转化率为              。

t/min	0	2	5	10	15
n(CO2)/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

（3）在相同温度、容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是    (填序号)。
a．v_生成(CH₃OH)＝v_消耗(CO₂)
b．CO₂、H₂、CH₃OH、H₂O的浓度均不再变化
c．n(CO₂)∶n(H₂)∶n(CH₃OH)∶n(H₂O)＝1∶1∶1∶1
d．H₂的消耗速率与CH₃OH的消耗速率之比为3∶1