高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

(14分)一定温度下，向2L的密闭容器中充入2molPCl₃(g)和1molCl₂(g)，发生反应：PCl₃(g)+Cl₂(g)PCl₅(g)，5min达平衡，容器中的压强为开始时的，并且放出37.2kJ的热量，请回答下列问题：
（1）前5min内，v(Cl₂)=        mol·L^-1·min，此温度下，平衡常数K=             。
（2）下列哪个图像能正确说明上述反应在进行到t₁时刻时，达到平衡状态           。

（3）平衡后，从容器中移走0.4molPCl₃，0.2molCl₂和0.2molPCl₅，则平衡         （填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”），c(PCl₃)        (填“增大”“减小”或“不变”)。
（4）相同条件下，若起始时，向2L的密闭容器中充入1molPCl₃(g)和1molPCl₅(g)，反应达平衡后，理论上吸收           kJ的热量。
（5）PCl₅与足量的水能完全反应生成H₃PO₄和HCl，将反应后的混合液逐滴加入到过量的Na₂CO₃溶液中，请写出可能发生反应的离子方程式                 （已知：H₃PO₄的电离平衡常数：Ka₁=7.52×10^-3，Ka₂=6.23×10^-8，Ka₃=2.2×10^-13；H₂CO₃的电离平衡常数：Ka₁=4.3×10^-7，Ka₂=5.61×10^-11）

合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（）。

在段，氢溶解于中形成固溶体，随着氢气压强的增大，逐惭增大；在段，与氢气发生氢化反应生成氢化物，氢化反应方程式为：；在点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，几乎不变。反应（Ⅰ）中=（用含x和y的代数式表示）。温度为T₁时，2某合金4内吸收氢气240，吸氢速率=mL•min。反应的焓变△H_Ⅰ0（填">""<"或"="）。
（2）η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η（T₁）η（T₂）（填">""<"或"="）。当反应（Ⅰ）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的点（填"b""c"或"d"），该贮氢合金可通过或的方式释放氢气。
（3）贮氢合金可催化由、合成的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为。已知温度为T时：

苯硫酚（PhSH）是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上用常用氯苯(PhCl)和硫化氢(H₂S)在高温下反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯（PhH）生成。
I：PhCl_(g)+H₂S_(g)PhSH_(g)+HCl_(g)       △H₁=—16.8kJ·mol^-1
II：PhCl_(g)+H₂S_(g) ==PhH_(g)+ HCl_(g)+S_8(g)    △H₂
回答下列问题：
（1）反应I为可逆反应，写出平衡常数的表达式K=_______________________，
反应II为不可逆反应，△H₂=___________0。(填写“>”，“<”，“=”)
（2）上述两个反应的能量变化如图一所示，则在某温度时反应速度v(I)__   __ v(II)(填写“>”,“<”,“=”)。

 
（3）现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图二和图三。
①请解释图二中两条曲线的变化_______________________。
②若要提高主产物苯硫酚的产量，可采取的措施是______________________。
（4）请根据图二、图三，画出恒温恒容条件下反应主产物苯硫酚的物质的量随时间变化的曲线图。

(本题共12分)
23．铁与同周期的钙性质有很大的差异，铁的熔点更高，而钙的金属活动性更强，这都说明铁的金属键比钙更_____(选填“强”、“弱”)。与钢铁比，纯净的铁有很强的抗腐蚀性，原因____________________。氯化铁受热会发生升华现象这说明氯化铁是______________(选填“离子”、“共价”)化合物。
24．一定条件下，在容积一定的容器中，铁和CO₂发生反应：Fe(s)+CO₂(g) FeO(s)+CO(g)，该反应的平衡常数表达式K=__________。下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO₂)增大的是___________（选填编号）。
a．升高温度        b．增大压强      c．充入一定量CO     d．再加入一些铁粉
25．S₂可在Fe₂(SO₄)₃溶液中“溶解”，硫元素都以SO₄^2-形式存在，请完成该反应的化学方程式。
______FeS₂+______Fe₂(SO₄)₃+___  _________→_____FeSO₄+_____   __________
26．溶液的酸碱性对许多物质的氧化性有很大影响；生成物的溶解性会影响复分解反应的方向。将Na₂S溶液滴加到FeCl₃溶液中，有单质硫生成；将FeC1₃溶液滴加到Na₂S溶液中生成的是Fe₂S₃而不是S或Fe(OH)₃
从以上反应可得出的结论是______________________、_______________________________。

（本题共12分）CO的应用和治理是当今社会的热点问题。
29、CO能导致镍系催化剂中毒，工业上常用SO₂除去原料气中少量CO，生成物为固体S和CO₂。
写出该反应的化学方程式为                      。
30、上述反应中，每减少2.24L气体（标准状况下），转移电子数为     。
CO工业上可用于高炉炼铁，发生如下反应：Fe₂O₃(s) + CO(g)Fe(s) + CO₂(g)，
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：

温度/℃	1000	1150	1300
平衡常数	4.0	3.7	3.5

31、下列说法不正确的是   （选填序号）
a．该反应是一个放热反应
b．该反应的平衡常数表达式是
c．其他条件不变，向平衡体系充入CO₂气体，K值减小
d．当K值等于1时，反应达到平衡
32、欲提高CO的平衡转化率，促进Fe₂O₃的转化，可采取的措施是   （选填序号）
a．及时吸收或移出CO₂          b．增大反应体系的压强
c．用更高效的催化剂           d．粉碎矿石，增大接触面积
高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收，使其在一定条件下和H₂反应制备甲醇：CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g) + Q

33、从上图可以看出，反应开始到平衡，反应速率v(H₂)           。
34、甲醇氧化可生成甲酸，能使0.1mol/L的甲酸溶液的电离度与pH值都增大的是   （选填序号）。
a．加水稀释        b．加入少量甲酸钠固体
c．通氯化氢       d．加入少量苛性钠固体

硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。
（1）重晶石（BaSO₄）高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：
BaSO₄ (s)＋4C(s) ===BaS(s)＋4CO (g)   ΔH＝＋571.2 kJ·mol^－1
BaS(s) ===Ba(s)＋S(s)   ΔH＝＋460 kJ·mol^－1
已知：O₂(g)＋2C(s) ===2CO(g)   ΔH＝－221 kJ·mol^－1，写出O₂氧化Ba(s)和S(s)至BaSO₄的热化学方程式     。
（2）2SO₂(g)＋O₂₍g)2SO₃(g)  ΔH＝－198 kJ·mol^－1是制备硫酸的重要反应。在容积为V L的密闭容器中起始充入2 mol SO₂和1 mol O₂，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。与实验a 相比，实验b 改变的条件是   ，判断的依据           。

（3）二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：
SO₂ (g) + NO₂ (g)SO₃ (g) + NO (g) ΔH=－42 kJ·mol^－1。在1 L 恒容密闭容器中充入SO₂(g) 和NO₂ (g)，所得实验数据如下：

实验 编号	温度	起始时物质的量/mol	平衡时物质的量/mol
n(SO2)	n(NO2)	n(NO)
甲	T1	0.80	0.20	0.18
乙	T2	0.20	0.80	0.16
丙	T2	0.20	0.30	a

①实验甲中，若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ，则0~2 min时间内，用SO₂ (g)表示的平均反应速率υ(SO₂)＝          。
②实验丙中，达到平衡时，NO₂的转化率为         。
③由表中数据可推知，T₁    T₂（填“＞”“＜”或“＝”），判断的理由是       。

(12分)甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g )＋2H₂ ( g ) CH₃OH ( g ) H＝－90.8 kJ·mol^－1，在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 mol H₂，CO 的 平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示，当达到平衡状态B 时，容器的体积为4 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为                。
（2）如反应开始时仍充入10 mol CO 和20 mol H₂，则在平衡状态A时，容器的体积V(A)=   L。
（3）关于反应CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)建立化学平衡状态时的标志是      (填字母)。
A．CO的含量保持不变               
B．容器中CH₃OH浓度与CO浓度相等
C．2V_正(CH₃OH)=V_正(H₂)      
D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）已知CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g) H=＋41.3 kJ·mol^－1，试写出由CO₂和H₂制取甲醇的热化学方程式                                      。
（5）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Co^2＋氧化成Co^3＋，然后以Co^3＋做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。
实验室用下图装置模拟上述过程：

①写出阳极的电极反应式______________     _。
②写出除去甲醇的离子方程式_______________ ___。

一定条件下合成乙烯：
6H₂（g）＋2CO₂（g）CH₂＝CH₂（g）＋4H₂O（g）    △H₁
已知：2H₂（g）＋O₂（g）＝2 H₂O（g）                  △H₂＝－480 kJ•mol^-1
CH₂＝CH₂（g）＋3O₂（g）＝2CO₂（g）＋2 H₂O（g）      △H₃＝－1400 kJ•mol^-1
（1）△H₁＝        。请标出该反应电子转移的方向和数目         。
（2）温度对CO₂的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法正确的是       。

A．生成乙烯的速率：v（M）有可能小于v（N）
B．平衡常数：K_M ＞K_N
C．催化剂会影响CO₂的平衡转化率
（3）若投料比n（H₂）∶n（CO₂）＝3∶1，则图中M点时，乙烯的体积分数为       （保留两位有效数字）。
（4）为提高CO₂的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施有          （任写一条）。
（5）电解法可制取乙烯（下图），电极a接电源的     极，该电极反应式为         。

一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
2CO（g）+SO₂（g）2CO₂（g）+S（l）△H
（1）已知2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₁=-566kJ/mol
S（l）+O₂（g）=SO₂（g）△H₂=-296kJ/mol
则反应热△H= ___________kJ/mol；
（2）一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO₂，在催化剂作用下发生反应生成CO₂(g)和S(l)。
①若反应进行到25min时测得CO₂的体积分数为0.5。则前25min的反应速率v(CO)=_____；
②若反应进行到40min时反应达到平衡状态，此时测得容器中气体的密度比反应前减少了12.8g/L，则CO的物质的量浓度c(CO)=____________；化学平衡常数K=________；
（3）若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO₂，反应在不同条件下进行反应：CO₂(g)和S(l)。反应体系总压强随时间的变化如图所示。

①图中三组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(CO)由大到小的次序为_________(填实验序号)；与实验a相比，c组改变的实验条件可能是__________；
②用P₀表示开始时总压强，P表示平衡时总压强，用α表示CO的平衡转化率，则α的表达式为____。

（1）某温度下，2 L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示，则

①反应的化学方程式为___________________________________________________；
②0～10 s内，用Z表示的化学反应速率____________________________________；
③X的转化率为__________________；（转化率是指平衡时某物质反应的物质的量与起始物质的量的百分比）
（2）在一定温度下,可逆反应A（g）+3B（g）2C（g）达到平衡的标志是（  ）
A．A的生成速率与C分解的速率相等
B．单位时间内生成nmolA,同时生3nmolB
C．A、B、C的浓度不再变化
D．A、B、C的分子数比为1:3:2

I．(6分) 已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g) 在427℃时, 当一氧化碳和水蒸气的起始浓度都为0.01mol/L时, 一氧化碳的转化率为50%。
（1）该反应在427℃时的平衡常数K =     。
（2）温度不变时,若起始时一氧化碳浓度仍为0.01mol/L, 水蒸气的起始浓度为0.02mol/L,此时一氧化碳的转化率为     (用百分数表示，百分数中保留一位小数)。
（3）在保持温度和压强不变时向平衡体系中充入氩气，一氧化碳的转化率     (填“增大”“减小”“不变”)。
（4）在保持温度和容器体积不变时向平衡体系中充入氩气，一氧化碳的转化率       (填“增大”“减小”“不变”)。
II.(8分)某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生0.025mol的气体时，CuSO₄恰好被完全电解，得密度为1.2g／cm³的溶液100mL，求：
（1）电解后所得溶液的pH =     。
（2）电解前所取CuSO₄溶液的质量为      克。
（3）若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入的物质为(写化学式)    ，质量为    克。

合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：
N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g)    ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1
一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）在密闭容器中,使2 mol N₂和6 mol H₂混合发生下列反应:N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)(正反应为放热反应)当反应达到平衡时,N₂和H₂的浓度比是   。升高平衡体系的温度(保持体积不变), 混合气体的平均相对分子质量  。(填“变大”“变小”或“不变”)
（2）天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS。一定条件下向NH₄HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：___________________________。
（3）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：
①CH₄(g)＋H₂O(g) CO(g)＋3H₂(g)  ΔH＝＋206.4 kJ·mol^－1
②CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂(g)   ΔH＝－41.2 kJ·mol^－1
对于反应①，一定可以提高平衡体系中H₂百分含量，又能加快反应速率的措施是_____。
a．升高温度         b．增大水蒸气浓度    
c．加入催化剂         d．降低压强
利用反应②，将CO进一步转化，可提高H₂产量。若a mol CO和H₂的混合气体(H₂的体积分数为80%)与H₂O反应，得到1.14a mol CO、CO₂和H₂的混合气体，则CO转化率为_____________。上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_____________________________________。

在一个容积固定的反应容器中有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应：

A、B、C、D、E、F的起始加入量分别为2mol、1mol、0mol、Xmol、Ymol、Zmol，两边反应达平衡后，隔板恰好在正中间位置。
（1）恒温时，若向左边容器中再充入0.3 mol He，则右边容器内的平衡            移动（填“向左”“向右”或“不”）；
（2）恒温时，若向左边容器中通入的不是He，而是2molA和1molB的气体，与原平衡相比，左边容器中C的体积分数      （填“增大”“减小”或“不变”，下同），右边容器中气体平均相对分子质量                 ；
（3）恒温时，在（2）题的平衡体系中，若向左右两容器中同时再各注入1molHe，平衡后与（2）题的原平衡体系相比，下列说法正确的是             （填序号）。
A、C、F的浓度都不变
B、B的转化率、F的分解率均增加
C、A、D物质的量都增加了
D、A、B、C、D、E、F物质的量都不变

（1）对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题，在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应，如下图(图中所示数据均为初始物理量)。t分钟后反应均达到平衡，生成NH₃均为0.4mol(忽略水对压强的影响及氨气的溶解)。

①判断甲容器中的反应达平衡的依据是          。(填写相应编号)

A．压强不随时间改变

B．气体的密度不随时间改变

C．c(N2)不随时间改变

D．单位时间内生成2molNH3的同时消耗1molN2

E．单位时间内断裂3 mol H-H键，同时断裂6 mol N-H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=        ；平衡时，甲的压强p_平 =      (初始压强用p₀表示)。
③该条件下，若向乙中继续加入0.2mol N₂，达到平衡时N₂转化率=             。
（2）最近华南理工大提出利用电解法制H₂O₂并用产生的H₂O₂处理废氨水，装置如下图

①为了不影响H₂O₂的产量，需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5，则所得废氨水溶液中
c(N)     c(N)
(填“＞”、“＜”或“=”)。
②Ir-Ru惰性电极有吸附O₂作用，该电极上的反应为                                。
③理论上电路中每转移3mol电子，最多可以处理NH₃·H₂O的物质的量为               。

(14分)醇是重要的有机化工原料。一定条件下，甲醇可同时发生下面两个反应：
i .2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)＋H₂O(g)
ii.2CH₃OH(g)C₂H₄(g)＋2H₂O(g)
I．上述反应过程中能量变化如图所示：

（1）在某密闭容器中，充人一定量CH₃OH(g)发生上述两个反应，反应________(填“i”或“ii”)的速率较大，其原因为___________。若在容器中加入催化剂，使ii的反应速率增大，则E₁和E₂-E₁的变化是：E₁__________；E₂－E₁___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）已知：CH₃CH₂OH(g)=CH₃OCH₃(g) H=＋50.7 kJ·mol^－1。则乙烯气相直接水合反应C₂H₄(g)＋H₂O(g)=C₂H₅OH(g)的H=            。
Ⅱ，某研究小组通过控制反应条件，在三个容积均为2 L的密闭容器中只发生反应i，起始反应温度均为T℃，起始投料如下表所示：

起始投料 编号	CH3OH(g)	CH3OCH3(g)	H2O(g)
恒温容器1	2	0	0
恒温容器2	0	2	2
绝热容器3	2	0	0

（3）比较平衡时容器1中c₁(H₂O)和容器2中c₂(H₂O)的大小：c₁(H₂O)________c₂(H₂O)(填  “＞”、“＜”或“=”)；三个容器中反应的化学平衡常数分别记为K₁、K₂和K₃，三者的大小关系为__________。
（4）若容器l中平衡时CH₃OH(g) 的转化率为80%，则该温度下反应i的平衡常数K="______________" ．