高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

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,15 ℃时测得：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	33.0	41.8	48.8	58.0	69.0	70.4	71.0	71.0

回答下列问题：
（1）计算上述反应在120～180s与180～240s区间的平均反应速率
v₁=                      、v₂=                              。
比较两者大小可得到的结论是                                    。
（2）列式计算15 ℃时该反应的平衡常数K=_________________。（填数值）
（3）为提高反应物的平衡转化率，除适当控制反应温度外，另可采取的措施有        ，        （要求写出两条）。

CO是现代化工生产的基础原料，下列有关问题都和CO的使用有关。
（1）人们利用CO能与金属镍反应，生成四羰基镍，然后将四羰基镍分解从而实现镍的提纯，最后可以得到纯度达99．9%的高纯镍。具体反应为：

该正反应的ΔH       0（选填“＞”或“＝”或“＜”）。
（2）工业上可利用CO生产乙醇:2CO（g）＋4H₂（g）CH₃CH₂OH（g）＋H₂O（g） ΔH1
又已知：H₂O（l）="==" H₂O（g） ΔH₂
CO（g）＋H₂O（g） CO₂（g）＋H₂（g） ΔH₃
工业上也可利用CO₂（g）与H₂（g）为原料合成乙醇：
2CO₂（g）＋6H₂（g）  CH₃CH₂OH（g）＋3H₂O（l） ΔH
则：ΔH与ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃之间的关系是：ΔH＝_______________________。
（3）一定条件下，H₂、CO在体积固定的密闭容器中发生如下反应：
4H₂（g）+2CO（g）CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），
下列选项能判断该反应达到平衡状态的依据的有___         。
A．2v（H₂）= v（CO） 
B．CO的消耗速率等于CH₃OCH₃的生成速率
C．容器内的压强保持不变 
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
（4）工业可采用CO与H2反应合成再生能源甲醇，反应:CO（g）+ 2H₂（g） CH₃OH（g）
在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H₂，在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如（图28题-1）所示。

①合成甲醇的反应为__        __（填“放热”或“吸热”）反应。
②A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为___      。
③若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为__   __L。
④（题28-图2）中虚线为该反应在使用催化剂条件下关于起始氢气与CO投料比和CO平衡转化率的关系图．当其条件完全相同时，用实线画出不使用催化剂情况下CO平衡转化率的示意图．

⑤CO的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如（题28 -图3）所示，实际生产时条件控制在250 ℃、1．3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是________。

(18分)研究SO₂、NO_x、CO等气体的性质对工业生产和环境保护具有重要意义。
（1）相同物质的量的SO₂与NH₃溶于水发生反应的离子方程式为________________，所得溶液中_________ (填字母编号)。

（2）通过NO_x传感器可监测大气中NO_x的含量，其工作原理如图所示，甲、乙两电极均Pt电极，电解质为熔融氧化物。

①乙电极上发生的是_________反应(填“氧化”或“还原”)；
②甲电极上的电极反应式为___________________。
（3）将不同物质的量的H₂O(g)和 CO分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：H₂O(g)+CO（g）CO₂(g)+H₂(g)  △H，得到如下数据：

①由表中数据可知该反应的△H________ 0(填“>”或“<”)。
②650℃时，若在此容器中开始充入2mol H₂O(g)、lmol CO、1 mol CO₂和2 molH₂，则反应在开始时_________进行(填“正向”或“逆向”)。
③实验III中a=______，达平衡时实验II和实验III中H₂O(g)的转化率的大小关系为：(填“>”、“<”或“=”)。

(16分)氢气是一种理想的“绿色能源”，利用氢能需要选择合适的储氢材料。目前正在研究和使用的储氢材料有镁系合金、稀土系合金等。

（2）储氢材料Mg(AlH₄)₂在110～200℃的反应为：Mg(AlH₄)₂==MgH₂+2Al+3H₂↑。
反应中每转移3mol电子时，产生的H₂在标准状况下的体积为__________L。
（3）镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物：LaNi₅H₆(s)，欲使LaNi₅H₆(s)释放出气态氢，根据平衡移动原理，可改变的条件是_______(填字母编号)。
a．增加LaNi₅H₆(s)的量 
b．升高温度   
c．减小压强
d．使用催化剂
（4）储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢：

①某温度下，向恒容密闭容器中加入环己烷，起始浓度为amol·L^-1，平衡时苯的浓度为b mol·L^-1，该反应的平衡常数K=____________(用含a、b的代数式表示)。
②一定条件下，下图装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。

A是电源的______极(填“正”或“负”)；电解过程中产生的气体F为_____(填化学式)：电极D上发生的电极反应为__________________。

I．甲、乙、丙、丁四种物质存在转化关系：
（1）若甲、乙均为空气主要成分，甲所含元素的简单阴离子的结构示意图为           。
（2）若乙是生活常见金属单质，丙→丁的离子方程式为           。
（3）若丙既能与强酸又能与强碱反应，则丙的化学式为           （任写1种）。
II．一定温度下，容积为1 L的密闭容器中投入0.5 mol PCl₅(g)，存在平衡：PCl₅(g)PCl₃(g)+ Cl₂(g)。反应过程中测得部分数据如下表：

时间	n(PCl5)/mol	n(PCl3)/mol	n(Cl2)/mol
0	0.5	0	0
t1	0.45
t2		0.1
t3	0.4

（4）t₁时刻，测得反应吸收的热量为a kJ。PCl₃(g)与Cl₂(g)反应的热化学反应方程式为    。
（5）t₂时：v_正    v_逆（填“>”、“<”或“=”）。
（6）相同温度下，改为往容器中投入0.2 mol PCl₅(g)、0.2 mol PCl₃(g)、0.1 mol Cl₂(g)，到达平
衡前，PCl₅的物质的量将     （填“增大”、“减小”、“不变”）。

已知：2X(g)＋Y(g)a Z(g)，T₁温度时，在体积为2L的密闭容器中充入6mol X和2 mol Y，根据图示回答：

（1）a=__；用X的浓度变化表示从反应开始到平衡时的平均反应速率为  mol/(L•min)。
（2）平衡时，Y在混合物中的物质的量分数是       。
（3）下列选项能说明反应达到平衡状态的是     （选填字母）。
A．容器内压强保持不变       
B．容器内密度保持不变
C．X的物质的量不再变化     
D．υ(X)_正=υ(Z)_逆
（4）其他条件相同时，若升高温度到T₂时，反应的平衡常数为1，下列措施可以提高Y的转化率的是   （选填字母）。
A．选择适当的催化剂          B．分离出Z
C．增大压强                  D．升高温度
（5）X、Y、Z由C、H、O三种元素中的一种或几种组成，信息如下：

物质	X	Y	Z
所含元素种数	1	2	3
分子中的电子总数		大于10	18
燃烧热（kJ/mol）	-285.8	-283	-726.5

①则Z的分子式为___________。
②根据燃烧热数据分析，等质量的X、Y、Z充分燃烧，放出热量最多的是__________（填分子式）。

以煤为主要原料可以制备乙二醇，相关工艺流程如下：

（1）写出方法l在催化剂的条件下直接制取乙二醇的化学方程式       
（2）合成气在不同催化剂作用下，可以合成不同的物质。下列物质仅用合成气为原料就能得到且原子利用率为100%的是    （填字母）。
A．草酸( HOOC-COOH)     B．甲醇(CH₃OH)      C．尿素[CO(NH₂)₂]
（3）工业上还可以利用天然气（主要成份为CH₄）与C0₂反应制备合成气。已知：
CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)  △H=-890.3kJ/mol
2H₂(g)+ O₂(g)= 2H₂O(l)    △H=-571.6kJ/mol
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)   △H=-566.0kJ/mol
则CH₄与CO₂生成合成气的热化学方程式为                    。
（4）方法2：在恒容密闭容器中投入草酸二甲酯和H₂发生如下反应：
CH₃OOC—COOCH₃(g)+ 4H₂(g)HOCH₂CH₂OH(g)+2CH₃OH(g)△H=-34kJ/mol
为提高乙二醇的产量和速率，宜采用的措施是___________(填字母)。
A．升高温度            B．增大压强            C．增大氢气浓度
（5）草酸二甲酯水解生成草酸：CH₃OOC—COOCH₃+ 2H₂OHOOC—COOH+2CH₃OH
①草酸是二元弱酸，可以制备 （草酸氢钾），溶液呈酸性，用化学平衡原理解释：                  。
②在一定的溶液中滴加NaOH溶液至中性。下列关系一定不正确的是       （填字母）。
A．
B．
C．
（6）乙二醇、空气在KOH溶液中构成燃料电池，加入乙二醇的电极为电源的    （填“正”或“负”）级，负极反应式为               。

在一体积为10L的密闭客器中，通入一定量的CO和H₂O，在85℃发生如下反应：
CO (g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)  △H<O。
CO和H₂O浓度变化如图所示：

请回答下列问题：
（1）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________________(填选项序号）。
a．容器中压强不变  
b．混合气体中c(CO)不变  
c．_正(H₂)= _逆(H₂O)  
d．c(CO₂)=c(CO)
e．容器中气体密度不变   
f．1 mol H-H键断裂的同时断裂2 mol H-O键
（2）①0～4min内的平均反应速率(CO)=___________mol·L^—1·min^—1;
②85℃时，该反应化学平衡常数K=____________。
（3）85℃时，若起始时向该容器中充入1.0 molCO、3.0 molH₂O，则此时CO的平衡转化率为______________。

(12分)已知体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)，请根据化学反应的有关原理回答下列问题：
（1）一定条件下，充入2 mol SO₂ (g) 和2 mol O₂(g)，20 s后，测得SO₂的体积百分含量为12.5%，则用SO₂表示该反应在这20 s内的反应速率为           mol/(L·s)。
（2）该反应的平衡常数(K)表达式为       ，若降温其值增大，则该反应的ΔH  0（填“＞”或“＜”或“＝”）。
（3）如图表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系：

据图分析：你认为t₃时改变的外界条件可能是________；t₆时保持体积不变向体系中充入少量He气，平衡_____移动。(填“向左”“向右”或“不”)。
（4）如图，P是可自由平行滑动的活塞，在相同温度时，向A容器中充入4 mol SO₃(g)，关闭K，向B容器中充入2 mol SO₃(g)，两容器内分别充分发生反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答：
①反应达到平衡时容器B的体积为1.2 a L，容器B中SO₃转化率为________。

②若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为________L（连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响）。

在一个1 L的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生下列反应：
2A(g) + B(g)  3C(g) + D(s), 达到平衡时，C的浓度为1．2 mol·L^－1。
（1）维持容器的温度不变，若将容器的体积缩小至一半，则平衡        移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）,C的浓度为          mol/L,平衡常数K=     。
（2）能说明该反应达到化学平衡状态的是
a．容器中气体总压强不再改变     b．容器中气体的密度不再改变
c．2V_正(A)=3V_逆(C)              d．气体平均相对分子质量不再改变
（3）维持容器的压强和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1．2 mol·L^－1的是            。
a．4 mol A + 2 mol B   
b．3 mol C + 1 mol D     
c．2 mol A +1 mol B + 1 molD
（4）若维持容器的体积和温度不变，反应从逆反应开始，按不同配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍是1．2 mol·L^－1，则C的起始物质的量应满足的条件是                   。

(12分)（1）已知在一定温度下：C（s）+CO₂（g） 2CO（g）平衡常数K；
C（s） + H₂O（g） CO（g）+H₂（g） 平衡常数K₁；
CO（g）＋H₂O（g）H₂（g）＋CO₂（g） 平衡常数K₂ ，
则K、K₁、K₂之间的关系是：            。
（2）MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阳极的电极反应式是    。
（3）利用I₂的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢铁中的硫转化为H₂SO₃，装入锥形瓶中，用一定浓度的标准I₂溶液进行滴定，所用指示剂为      ，滴定终点时的颜色变化为        。
（4）用标准NaOH溶液滴定盐酸时，滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，会造成测定结果        。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(5）如果要从氯化铁溶液得到纯氯化铁固体，常采用的方法是                             。
把NaHCO₃和FeCl₃溶液混合，将产生红褐色沉淀和无色气体，该反应的离子方程为         。
（6）怎样除去锅炉中难溶的硫酸钙沉淀?
（7）某温度下，水的离子积常数K_w = 1．0×10^-12mol²·L^-2。该温度下，将pH＝4的H₂SO₄溶液与pH＝9的NaOH溶液混合并保持恒温，当混合溶液的pH＝7时，H₂SO₄溶液与NaOH溶液的体积比为             。

（1）如图所示，烧杯甲中盛放100 mL 6 mol·L^－1的HCl溶液，烧杯乙中盛放100 mL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入NaOH固体，同时向烧杯乙中放入NH₄NO₃固体，搅拌使之溶解。A瓶中气体颜色变深，B瓶气体颜色变浅，理由是：                     。

（2）在恒温条件下将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。

①图中的两条曲线，表示NO₂浓度随时间的变化曲线
②前10 min内用υ（N₂O₄）表示的化学反应速率为
③25 min时，NO₂转变为N₂O₄的反应速率增大，其原因是
④15min时的平衡常数为           ，35min时的平衡常数为           。
⑤在一定容积的密闭容器中，不能说明2NO₂（g）N₂O₄（g）达到平衡状态的是（    ）

A．容器的压强不再变化

B．容器的颜色不再变化

C．混合气体的平均相对分子质量不再变化

D．混合气体的密度不再变化

E．υ（NO₂）＝2υ（N₂O₄）    
F．c（NO₂）＝2 c（N₂O₄）

氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
（1）氢气的燃烧热值高，H₂(g) +1/2 O₂(g) = H₂O (g) △H =" -241.8" kJ·mol^-1

化学键	H-H	O=O	O-H
键能(kJ·mol^-1)	X	496.4	463

请根据相关数据计算：H-H的键能X = ________kJ·mol^-1。
（2）根据现代工业技术可以用H和CO反应来生产燃料甲醇，其反应方程式如下：
CO₂(g) + H₂(g) = H₂O  + CH₃OH(g) △H =" -49.00" kJ·mol^-1
一定温度下，在体积为1 L的密闭容器中充入1.00 mol CO₂和3.00 mol H₂，测得CO₂和CH₃OH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________（填代号）。
A．CO₂在混合气体中的体积分数保持不变
B．单位时间内每消耗1.2 mol H₂，同时生成0.4 mol H₂O
C．混合气体平均相对分子质量不随时间的变化而变化
D．反应中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度比为1：1，且保持不变
②从反应开始到平衡的平均反应速率v(H₂) = ________，达到平衡时氢气的转化率为________。
③该温度下的平衡常数为________（小数点后保留2位）。
④下列的条件一定能加快反应速率并且提高H₂转化率的是________（填代号）。
A．升高反应温度
B．缩小容器的体积
C．保持容器体积不变，充入稀有气体
D．保持容器体积不变，充入CO₂气体

在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应：
CO₂(g) + H₂(g)   CO(g) + H₂O(g) 其平衡常数Ｋ和温度t的关系如下：

t℃	700	800	850	1000	1200
K	2.6	1.7	1.0	0.9	0.6

（1）K的表达式为：                          ；
（2）该反应的正反应为                  反应（“吸热”或“放热”）；
（3）下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是：   
A．容器中压强不再变化            
B．混合气体中CO浓度不再变化
C．混合气体的密度不再变化          
D．c(CO₂) •c(H₂)= c(CO)•c(H₂O)
（4）当温度为850℃，在2L密闭容器中通入1.0 mol CO₂和1.0 mol H₂，则平衡后，CO₂的转化率为                   。
（5）当温度为850℃，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：

CO2	H2	CO	H2O
2.0 mol	2.0 mol	0.5 mol	8.5 mol

此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是            （填代号）。
a．v(正)＞v(逆)      b．v(正)＜v(逆)      c．v(正)＝v(逆)      d．无法判断

甲醇是重要的燃料，有广阔的应用前景：工业上一般以CO和为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：
（1）下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是_____。
a．随时将CH₃OH与反应混合物分离
b．降低反应温度
c．增大体系压强
d．使用高效催化剂
（2）已知：

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO₂和水蒸气时的热化学方程式为___________________.
（3）在容积为2L的恒容容器中，分别研究在三种不同温度下合成甲醇，下图是上述三种温度下不同的H₂和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为2mol)与CO平衡转化率的关系。请回答：

①在图中三条曲线，对应的温度由高到低的顺序是__________________；
②利用a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下的平衡常数：K=______；
（4）恒温下，分别将1 molCO和2molH₂置于恒容容器I和恒压容器Ⅱ中（两容器起始容积相同），充分反应。
①达到平衡所需时间是I _____Ⅱ（填“>”、“<”或“=”，下同）。达到平衡后，两容器中CH₃OH的体积分数关系是I_____Ⅱ。
②平衡时，测得容器工中的压强减小了30%，则该容器中CO的转化率为______。