高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

某温度时，在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：

（1）该反应的化学方程式为_________________________________________。
（2）反应开始至4 min时，A的平均反应速率为________________________________。
（3）4 min时，反应是否达到平衡状态？________（填“是”或“否”），8 min时，v（正）________v（逆）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。

（1）图中X的电子式为        ；其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊，该变化体现出：S非金属性比O      （填“强”或“弱”）。用原子结构解释原因：同主族元素最外层电子数相同，从上到下，        ，得电子能力逐渐减弱。
（2）Na₂S₂O₃是一种用途广泛的钠盐。
①下列物质用于Na₂S₂O₃的制备，从氧化还原反应的角度，理论上有可能的是______（填字母序号）。
a. Na₂S+ S         b. Z+ S          c. Na₂SO₃ + Y         d. NaHS + NaHSO₃
②已知反应：Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ ="=" Na₂SO₄ + S↓+SO₂↑+H₂O。研究其反应速率时，下列说法正确的是         （填写字母序号）。
a.可通过测定一段时间内生成SO₂的体积，得出该反应的速率
b.可通过比较出现浑浊的时间，研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响
c.可通过Na₂S₂O₃固体与稀硫酸和浓硫酸的反应，研究浓度对该反应速率的影响
（3）治理含CO、SO₂的烟道气，可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体。
已知：①CO(g)+ 1/2 O₂(g)＝CO₂(g)    △H=－283 kJ·mol^-1
②S(s)+ O₂(g)＝SO₂(g)    △H=－296 kJ·mol^-1
①则治理烟道气反应的热化学方程式为         。
②一定条件下，将CO与SO₂以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是         （填写字母序号）。
a．v (CO) ∶v(SO₂) = 2∶1                
b．平衡常数不变
c．气体密度不变                         
d．CO₂和SO₂的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时，混合气体中CO的体积分数为，则SO₂的转化率为         。

将E 和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s) 2G(g)。
若忽略固体体积，平衡时 G 的体积分数随温度和压强的变化如下表所示。请填写下列空格：

（1）表中数据b            f。（选填“＞”、“＜”或“＝”）
（2）该反应的熵变ΔS       0，ΔH    0。（选填“＞”、“＜”或“＝”）
（3）根据表中数据，可计算求得915℃、2.0MPa时E 的转化率为     。
（4）上述反应达到平衡后，若保持体系温度不变，下列措施中能提高混合体系中气体E的体积分数的是 

A．保持容器容积不变，充入一定量的气体 E

B．保持容器内压强不变，充入一定量的气体 G

C．加入少量固体F的粉末

D．保持容器容积不变，同时充入一定量的气体 E 和G

氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥，是一种用途广泛的化工原料。
（1）下表是当反应器中按n(N₂):n(H₂)=1:3投料后，在200℃、400℃、600℃下，反应达到平衡时，混合物中NH₃的物质的量分数随压强的变化曲线。

①曲线a对应的温度是       。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是      （填字母）。
A．及时分离出NH₃可以提高H₂的平衡转化率
B．加催化剂能加快反应速率且提高H₂的平衡转化率
C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=" K(Q)" >K(N)
③M点对应的H₂转化率是              。
（2）工业制硫酸的尾气中含较多的SO₂，为防止污染空气，回收利用SO₂，工业上常用氨水吸收法处理尾气。
①当氨水中所含氨的物质的量为3 mol ，吸收标准状况下44.8 L SO₂时，溶液中的溶质为            。
②NH₄HSO₃溶液显酸性。用氨水吸收SO₂，当吸收液显中性时，溶液中离子浓度关系正确的是       （填字母）。
a．c(NH₄^＋) = 2c(SO₃^2－) ＋ c(HSO₃^－)
b．c(NH₄^＋)>  c(SO₃^2-)> c(H⁺)= c(OH^-)
c．c(NH₄^＋)+ c(H⁺)= c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)+c(OH^-)
（3）氨气是一种富氢燃料，可以直接用于燃料电池，下图是供氨水式燃料电池工作原理：

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择      （填“酸性”、“碱性”或“中性”）溶液。
②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是                。
③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水，该电池正极的电极反应方是                          。

在压强为0.1 MPa、10L恒容的密闭容器中,将2 mol CO与 5 mol H₂的混合气体在催化剂作用下能生成甲醇：CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)   ΔH＜0请回答下列问题：
（1）①该反应的熵变ΔS     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若温度T₁ ＞T₂，则平衡常数K(T₁)    K(T₂)（填“大于”、“小于”或“等于”）
③下列措施既可加快反应速率又可增加甲醇产率的是     ；
A．升高温度
B．将CH₃OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入2 mol CO和5 mol H₂
④下列可说明反应已达到化学平衡状态的是________；
A．v_生成(CH₃OH)＝v_消耗(CO)                     
B．混合气体的密度不再改变
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变       
D．CO与H₂浓度比不再变化
（2）若温度T₂时，5min后反应达到平衡，CO的转化率为75%，则：
①平衡时体系总的物质的量为        mol；
②反应的平衡常数K=             ；
③反应在0-5min区间的平均反应速率v(H₂)=           。

(15分)甲醇是重要的化工原料，在化工生产中有广泛的应用。
（1）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢反应生成H₂和甲酸甲酯(HCOOCH₃)、再分解生成CO和CH₃OH。写出相应反应的化学方程式：                。
（2）利用太阳能或生物质能分解水制H₂，然后可将H₂与C0₂转化为甲醇。已知：
光催化制氢：2H₂0（1）=2H₂(g)＋O₂(g)  H=＋571．5 kJ·mol^－1
H₂与C0₂耦合反应：3H₂(g)十CO₂(g)=CH₃OH（1）＋H₂0（1）  H= 一137．8 kJ·mol^－1
则反应：2H₂O（1）＋C0₂(g)=CH₃0H(l)＋3/20₂(g)的H=              kJ·mol^－1
（3）已知反应：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)  H=Q
在20 L的密闭容器中，按物质的量之比1：2充入CO和H₂，测得CO的转化率随温度及压强的变化如下图所示，P₂及195 ℃时n(H₂)随时间的变化如表所示。
      
①O～3 min，平均速率V(CH₃OH)=            ，Q          0(填“＜”“=”或“＞”)。
②图中压强(P₁、P₂)的大小顺序为          ，理由是                            。
③在P₂及195 ℃时，该反应的平衡常数K=                  。

Ⅰ．已知：
4Na（g）+3CO₂（g）=2Na₂CO₃（l）+C(s，金刚石)  △H=－1080.9kJ/mol
4Na（g）+CO₂（g）=2Na₂O（s）+C（s，金刚石）  △H=－357.5kJ/mol
试写出固体Na₂O与固体C（金刚石）反应得到气体Na和液态Na₂CO₃的热化学方程式             。
Ⅱ．硝基苯甲酸乙酯在OH^— 存在下发生水解反应：O₂NC₆H₄COOC₂H₅＋OH^－O₂NC₆H₄COO^－＋C₂H₅OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L ，某温度下测得O₂NC₆H₄COOC₂H₅的转化率α随时间变化的数据如表所示：

t/s	0	120	180	240	330	530	600	700	800
α/%	0	33	42	49	59	73	74	75	75

回答下列问题：
（1）该反应在330~530s的平均反应速率为           （只列出算式，不做运算）。
（2）试计算某温度下该反应的平衡常数（写出计算过程）。
（3）为提高O₂NC₆H₄COOC₂H₅的转化率，可以采取的措施有                     ，（写2条）。
Ⅲ．（1）下图装置中，开始电解时，Al电极反应式为                       ,石墨电极反应式为                       。

（2）通电一段时间后测得有0.6mol电子转移，作出Al(OH)₃物质的量与消耗H₂O的物质的量的的图象（反应物足量，作出标注）。

(14分)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用天然气为原料，分为两阶段制备甲醇：
(i)制备合成气：CH₄(g)+H₂O(g)CO(g)+3H₂(g)  ΔH="+206.0" kJ·mol^―1
(ii)合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)  ΔH₂
请回答下列问题：
（1）制备合成气：将1.0mol CH₄和2.0mol H₂O(g)通入反应室(容积为100L)，在一定条件下发生反应(i)；CH₄的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①已知100℃时达到平衡的时间为5min，则从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为：v(H₂)=   。
②图中p₁       p₂(填“＜”、”“＞”或“＝”)。
③为解决合成气中H₂过量而CO不足的问题，原料气中需添加CO₂，发生反应：CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，
为了使合成气配比最佳，理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为        。
（2）合成甲醇：在Cu₂O/ZnO作催化剂的条件下，向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H₂(g)，发生反应(ii)，反应过程中，CH₃OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图所示。

①反应(ii)需在      (填“高温”或“低温”)才能自发进行。
②据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量的CO₂有利于维持Cu₂O的量不变，
原因是               (用化学方程式表示)。
③在500℃恒压条件下，请在上图中画出反应体系中n(CH₃OH)随时间t变化的总趋势图。
（3）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反应的热化学方程式为：
CH₃OH(g)+CO(g)HCOOCH₃(g) ΔH="―29.1" kJ·mol^―1，科研人员对该反应进行了研究，部分研究结果如下：

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看，工业制取甲酸甲酯应选择的压强是       (填“3.5×10⁶Pa”、“4.0×10⁶Pa”或“5.0×10⁶Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃，其理由是                                     。

运用化学反应原理研究碳的化合物具有重要意义。
（1）常温下I₂O₅（s）可用于检测CO，反应原理为：5CO(g)+I₂O₅（s）5CO₂(g)+I₂(s) △H＜0。向2L密闭容器中加入足量I₂O₅（s），并通人1molCO，CO₂的体积分数随时间的变化如下图所示：

①0～0.5min内的平均反应速率v(CO)= _____________。
②保持温度和体积不变，若开始加入CO(g)的物质的量是原来的2倍，则下列说法正确的是______。
a．生成I₂的质量为原来的2倍
b．混合气体的平均摩尔质量不变
c．达到平衡的时间为原来的2倍
d．混合气体的密度不变
③反应达a点时，欲增大容器中CO₂的体积分数，可采取的措施为____________。
（2）以为催化剂，可以将的混合气体直接转化为乙酸。
①若该反应的原子利用率为100％，则______________。
②在25℃下，将pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，若两溶液恰好完全反应，则：_____14(填“>”、“<”或“=”)；该温度下醋酸的电离常数K=__________(用含a、b的式子表示)。
（3）利用反应可以处理汽车尾气，若将该反应设计为原电池，用熔融Na₂O作电解质，其正极电极反应式为________________________________。

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）已知：CO(g)＋1/2O₂(g)＝CO₂(g)  △H＝—283 kJ·mol^—1
CH₃OH(l)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g) ＋2H₂O(l)  △H＝—725kJ·mol^—1
若要求得CO(g)＋2H₂(g)＝CH₃OH(l)的△H，还需要知道反应（用化学方程式表示）      的焓变。
（2）工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g） △H="—a" kJ/mol（a＞0），H₂的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。

压强：P₁            P₂（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）在容积固定的密闭容器中发生CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g） △H="—a" kJ/mol（a＞0），各物质的浓度如下表：

浓度mol/L 时间/min	c(CO)	c(H2)	c(CH3OH)
0	0.8	1.6	0
2	0.6	1.2	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

①反应从2 min到4 min之间，H₂的反应速率为         。
②反应达到平衡时CO的转化率为              。
③反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是         （填序号）。
A．使用催化剂       B．降低温度      C．增加H₂的浓度
（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，实验室用如图装置模拟该过程，其原理是：通电后，Co²⁺被氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把甲醇氧化成CO₂而除去(Co³⁺的还原产物是CO²⁺)。

①写出阳极电极反应式_____________________________________________________________；
②写出除去甲醇的离子方程式_______________________________________________________。

目前“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。请回答下列问题：
I．甲烷自热重整是一种先进的制氢方法，其反应方程式为：
CH₄(g) + H₂O(g)CO(g) + 3H₂(g)
（1）阅读下图，计算该反应的反应热ΔH = __________kJ/mol。

II．用CH₄或其他有机物、O₂为原料可设计成燃料电池。
（2）以C_nH_2nO_n、O₂为原料，H₂SO₄溶液为电解质设计成燃料电池，则负极的电极反应式为______________________________________________________________________。
（3）以CH₄、O₂为原料，100 mL 0.15 mol/L NaOH溶液为电解质设计成燃料电池，若放电时参与反应的氧气体积为448 mL（标准状况），产生的气体全部被溶液吸收，则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为____________________，各离子浓度由大到小的顺序为___________________。
III．利用I₂O₅消除CO污染的反应为：5CO(g) + I₂O₅(s)5CO₂(g) + I₂(s)，不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的2L恒容密闭容器中通入4 mol CO，测得CO₂的体积分数随时间t变化曲线如图。请回答：

（4）T₂时，0 ~ 0.5 min内的反应速率v(CO) = ____________________。
（5）T₁时化学平衡常数K = ____________________。
（6）下列说法不正确的是____________________（填字母序号）。

A．容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态

B．两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等

C．d点时，增大体系压强，CO的转化率不变

D．b点和d点时化学平衡常数的大小关系：Kb < Kd

研究NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
（1）NO₂可用水吸收，相应的化学反应方程式为____________________________。利用反应6NO₂＋8NH₃7N₂＋12H₂O也可处理NO₂。当转移1.2 mol电子时，消耗的NO₂在标准状况下的体积是________L。
（2）已知：2SO₂(g)＋O₂(g) 2SO₃(g)   ΔH="—196.6" kJ/mol ；
2NO(g)＋O₂(g) 2NO₂(g)  ΔH="—113.0" kJ/mol ；
①则反应NO₂(g)＋SO₂(g) SO₃(g)＋NO(g) ΔH 的ΔH＝________。
②一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是___   _____。

A．体系压强保持不变

B．混合气体颜色保持不变

C．SO3和NO的体积比保持不变

D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2

③测得上述反应平衡时NO₂与SO₂的体积比为1∶6，则平衡常数K＝__        ______。
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)    ΔH。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

该反应ΔH________0(填“＞”或“＜”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是______________________    。

各种污染日趋严重，防止污染、改善水质的主要措施是对废气，废水进行处理．
Ⅰ．已知：汽车尾气处理的反应之一：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) △H＜0
将0．20mol NO和0．10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生上述反应，反应过程中部分物质的浓度变化如下左图所示．

①该反应第一次达到平衡时的平衡常数为__________。
②第12min时改变的条件是___________(填“升温”、“降温”)，判断的依据是____________________。
③在第24min时，若保持温度不变，再向容器中充入CO和N₂各0．060mol，平衡将_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”)．
Ⅱ．含有乙酸钠和对氯苯酚的酸性废水，可利用微生物电池法除去，其原理如上右图所示
①B是电池的______极(填“正”或“负”)；
②酸性条件下，A极的电极反应式为______________________________。
③设电极两边溶液分别为1L，反应一段时间后，A极区溶液的pH从4变到1，此过程中处理的乙酸钠的质量为_________g 。

环境中氮氧化物的合理控制和治理是减少雾霾天气、优化生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识，回答下列问题：
（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄ (g)+ 4NO₂ (g)="==" 4NO(g)+ CO₂ (g)+ 2H₂O(1) △H₁ = -662kJ·mol^-1
②CH₄ (g)+ 4NO(g) ="==" 2N₂ (g)+ CO₂ (g)+ 2H₂O(1) △H₂ =" -1251" kJ·mol^-1
据此，写出CH₄将NO₂还原为N₂的热化学方程式：
（2）用活性炭还原法也可处理氮氧化物。有关反应为：C(s)+2NO(g) N₂ (g)+CO₂ (g)
某研究小组向一个容积（3L）恒定的真空密闭容器中加人0.3mol NO和足量的活性炭与催化剂（固体试样的体积忽略不计），在恒温（T₁℃）条件下发生反应，经10min反应达到平衡，测得N₂的物质的量为0.09mol。
①0min~10min内以v（NO）表示的平均化学反应速率为         。
②下列各项能判断该反应达到平衡状态的是         。

A．容器内压强保持不变

B．速率关系：2v(NO)(正) =" v" (N2)(逆)

C．容器内CO2的体积分数不变

D．混合气体的密度保持不变

③在相同条件下，若在容器中放入生石灰，则NO的平衡转化率         （填“增大”、“不变”或“减小”）。

某温度下，将4.0 mol的HI气体充入1 L已经抽空的固定容积的密闭容器中，发生如下反应：2HI(g)H₂(g)＋I₂(g) ΔH＞0，隔一段时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间/s n /mol	0	40	80	120
n(HI)	4.0	2.8	b	c
n(H2)	0	a	1.0	1.0

（1）a =       ，c =       ；
（2）计算在该温度时此反应的平衡常数K =                ；
（3）保持温度不变，120 s时再通入2.0 mol的H₂。当再次达到平衡时，HI的平衡转化率是多少？（本小题要有适当的解题过程）