高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

尿素 [CO(NH₂)₂ ]是首个由无机物人工合成的有机物。
（1）工业上尿素由CO₂和NH₃，在一定条件下合成，其反应方程式为               。
（2）当氨碳比 =4，CO₂的转化率随时间的变化关系如图所示．

①A点的逆反应速率v_逆(CO₂)       点的正反应
速率为v_正(CO₂)（填“大于”、“小于”或“等于”）
②NH₃的平衡转化率为           。
（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图

①电源的负极为         （填“A”或“B”）．
②阳极室中发生的化学反应用方程式表示,依次为         、         。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将         ；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为       g（忽略气体的溶解）．

向某密闭容器中加入0.3mol A、0.08mol 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下左图所示。右图为t₂时刻后改变容器中条件,平衡体系中速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种条件，所用条件均不同。已知t₃～t₄阶段为使用催化剂。

（1）若t₁ = 15s，则t₀～t₁阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C) =           。
（2）若t₂～t₃阶段，C的体积分数变小，此阶段没有平衡前v(正)       v(逆) （填“＞”、“=”、“＜”）。
（3）t₄～t₅阶段改变的条件为             ，B的起始物质的量为              。
（4）t₁达到平衡后，若保持容器温度和体积不变，再向容器中加入0.08 mol A,0.2mol C则平衡            。（向左移动，向右移动，不移动）

汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N₂(g)＋O₂(g2NO(g)ΔH>0，已知该反应在2 404 ℃时，平衡常数K＝64×10^－4。
请回答：
（1）某温度下，向2 L的密闭容器中充入N₂和O₂各1 mol，5分钟后O₂的物质的量为0．5 mol，则N₂的反应速率________。
（2）假设该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志________。

A．消耗1 mol N2同时生成1 mol O2

B．混合气体密度不变

C．混合气体平均相对分子质量不变

D．2v(N2)正＝v(NO)逆

（3）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是________(填字母序号)。

（4）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N₂和O₂，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数______。(填“变大”、“变小”或“不变”)
（5）该温度下，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为2．5×10^－1 mol/L、4．0×10^－2mol/L和3．0×10^－3 mol/L，此时反应________________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是__________________________________________________________。

碳及其化合物应用广泛。
I 工业上利用CO和水蒸汽反应制氢气，存在以下平衡：
CO(g)+H₂O(g)  CO₂(g)+H₂(g)△H＞0
（1）向1L恒容密闭容器中注入CO(g)和H₂O(g),830℃时测得部分数据如下表。则该温度下反应的平衡常数K=______________。

（2）相同条件下，向1L恒容密闭容器中，同时注入2mol CO、2mol H₂O(g),1molCO₂和1mo1H₂，此时v(正 ) __________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)
（3）上述反应达到平衡时，要提高CO的转化率，可采取的措施是_______（填字母代号）。

A．升高温度

B．加入催化剂

C．增大压强

D．增加CO的浓度

E．及时分离出CO₂
II 已知CO(g)+1/2 O₂(g)＝CO₂(g)           △H＝一141 kJ·mol^-1
2H₂(g)+ O₂(g)＝2H₂O(g)                      △H＝一484 kJ·mol^-1
CH₃OH（1）+3/2O₂(g)＝CO₂(g)+2H₂O(g)        △H＝一726 kJ·mol^-1
（4）用CO(g)、H₂(g)化合制得液态甲醇的热化学方程式为___________________________。
III某同学设计了一个甲醇燃料电池，并用该电池电解100mL一定浓度NaCl与CuSO₄混合溶液，其装置如图：

（5）写出甲中通入甲醇这一极的电极反应式__________________________________ 。
（6）理论上乙中两极所得气体的体积随时间变化的关系如丙图所示（气体体积已换算成标准状况下的体积），写出在t₁后,石墨电极上的电极反应式____________，原混合溶液中CuSO₄的物质的量浓度____________mol/L。（假设溶液体积不变）
（7）将在t₂时所得的溶液稀释至200mL，该溶液的pH约为___________。

研究和深度开发CO、CO₂的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe₂O₃（s） + 3C（s）＝2Fe（s） + 3CO（g） ΔH ₁＝+489.0 kJ·mol^－1，
C（s） +CO₂（g）＝2CO（g）  ΔH ₂ ＝+172.5 kJ·mol^－1
则CO还原Fe₂O₃（s）的热化学方程式为                                  。
（2）分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）。
写出该电池的负极反应式：                   。
（3）CO₂和H₂充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）测得CH₃OH的物质的量随时间的变化见图。

①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ    K_Ⅱ（填“＞”或“＝”或“＜”）。
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2、3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH（g）、c molH2O（g）

若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为       。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是    。
a．容器中压强不变    
b．H₂的体积分数不变  
c．c（H₂）＝3c（CH₃OH） 
d．容器中密度不变    
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂
（4）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）。已知一定条件下，该反应中CO₂的平衡转化率随温度、投料比[n（H₂） / n（CO₂）]的变化曲线如下左图。在其他条件不变时，请在右图中画出平衡时CH₃OCH₃的体积分数随投料比[n（H₂） / n（CO₂）]变化的曲线图

研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO₂（g）+NaCl（s）NaNO₃（s）+ClNO（g）  K₁  ∆H < 0 （I）
2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g）        K₂  ∆H < 0 （II）
（1）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl₂，10min时反应（II）达到平衡。测得10min内v（ClNO）=7.5×10^-3mol•L^-1•min^-1，则平衡后n（Cl₂）=  
       mol，NO的转化率а₁=       。其它条件保持不变，反应（II）在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率а₂        а₁（填“>”“<”或“=”），平衡常数K₂           （填“增大”“减小”或“不变”）。若要使K₂减小，可采用的措施是                 。
（2）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂，反应为2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO₂恰好完全反应得1L溶液A，溶液B为0.1mol•L‾¹的CH₃COONa溶液，则两溶液中c（NO₃‾）、c（NO₂^-）和c（CH₃COO‾）由大到小的顺序为                                  。（已知HNO₂的电离常数K_a=7.1×10^-4mol•L‾¹，CH₃COOH的电离常数K _a=1.7×10^-5mol•L‾¹），可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是         。
a．向溶液A中加适量水       b．向溶液A中加适量NaOH
c．向溶液B中加适量水       d．向溶液B中加适量NaOH

煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)    ΔH="+131.3" kJ•mol^-1，ΔS=＋133.7J•(K•mol) ^-1
①该反应能否自发进行与            有关。
②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，
下列能判断该反应达到化学平衡状态的是               （填字母，下同）
a．容器中的压强不变   
b．1 mol H—H键断裂的同时断裂2 molH—O键
c．υ_正(CO) =υ_逆(H₂O)   
d．c(CO)=c(H₂)
（2）将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)，得到如下三组数

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所 需时间/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①实验1中以υ(CO₂) 表示的反应速率为            。
②该反应的逆反应为          （填“吸”或“放”）热反应
（3）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇。一定条件下发生反应：
CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)，下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol^-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，下列措施中能使c (CH₃OH)增大的是___________。

a．升高温度     
b．充入He(g)，使体系压强增大
c．将H₂O(g)从体系中分离出来    
d．再充入1mol CO₂和3mol H₂

(10分)汽车作为一种现代交通工具正在进入千家万户，汽车尾气中含有CO、NO_x等有毒气体，其污染问题也成为当今社会急需解决的问题。
（1）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如图：

则该反应的热化学方程式为                                            。
（2）对汽车加装尾气净化装置，可使CO、NO_x有毒气体相互反应转化为无毒气体。
2xCO＋2NO_x ==2xCO₂＋N₂，当转移电子物质的量为0.6x mol时，该反应生成标准状况下N₂        L。
（3）一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。可以还原金属氧化物，还可以用来合成很多有机物如甲醇等。在压强为0.1 MPa条件下，将a mol CO与3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下反应生成甲醇：
O(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)；△H＝ -bkJ•mol^-1
①该反应的平衡常数表达式为             。
②若容器容积不变，下列措施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．缩小体积，增大压强	D．再充入1 mol CO和3 mol H2

③经测定不同温度下该反应的平衡常数如下：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c(CO)＝0.8 mol/L、c(H₂)＝1.0mol/L、c(CH₃OH)＝0.8 mol·L^－1,则此时v_正      v_逆(填＞、＜或＝)。

氢气是一种清洁能源。制氢和储氢作为氢能利用的关键技术，是当前科学家主要关注的热点问题。（1）用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示：

①甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是________________。
②第Ⅱ步反应为可逆反应。800℃时，若CO的起始浓度为2.0 mol·L^－1，水蒸气的起始浓度为3.0 mol·L^－1，达到化学平衡状态后，测得CO₂的浓度为1.2 mol·L^－1，则CO的平衡转化率为__________。
（2）NaBH₄是一种重要的储氢载体，能与水反应生成NaBO₂，且反应前后B元素的化合价不变，该反应的化学方程式为                   ，反应消耗1mol NaBH₄时转移的电子数目为       。
（3）储氢还可借助有机物，如利用环已烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。

在某温度下，向恒容容器中加入环已烷，其起始浓度为a mol·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的关系式表达）。
（4）一定条件下，如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢（除目标产物外，近似认为无其它有机物生成）。

①实现有机物储氢的电极是        ；

A．正极

B．负极

C．阴极

D．阳极

其电极反应方程为：                        。
②该储氢装置的电流效率η明显小于100%，其主要原因是相关电极除目标产物外，还有一种单质气体生成，这种气体是         。由表中数据可知，此装置的电流效率η＝              。[η＝（生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数）×100%，计算结果保留小数点后1位]。

反应aA(g)＋bB(g)cC(g) ΔH<0。在等容条件下进行。改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示。

回答问题：
（1）反应的化学方程式中a∶b∶c为________；
（2）各阶段内，A的平均反应速率v_Ⅰ(A)、v_Ⅱ(A)、v_Ⅲ(A)从大到小排列次序为        ；
（3）各阶段内，B的平衡转化率α_Ⅰ(B)、α_Ⅱ(B)、α_Ⅲ(B)中最小的是_______，其值是________；
（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是      ，采取的措施是        ；
（5）比较第Ⅱ阶段反应温度(T₂)和第Ⅲ阶段反应温度(T₃)的高低：T₂________T₃(填“>”、“<”、“＝”)。

（1）下列物质中，属于弱电解质的是（填序号，下同）      ，属于非电解质的是       。
①亚硫酸溶液   ②次氯酸钠    ③氯化氢气体    ④蔗糖    ⑤硫酸钡  
⑥氨气     ⑦冰醋酸   ⑧硫酸氢钠固体     ⑨氢氧化铁   ⑩NO₂
（2）写出下列物质在水中的电离方程式
亚硫酸：                    ；次氯酸钠：                       ；
（3）甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol·L^－1、0.1mol·L^－1，则c(OH^－)_甲：c(OH^－)_乙      10（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（4）下表数据均在相同温度下测得，由此可知三种酸的酸性由强到弱的顺序为       

	HX	HY	HZ
浓度 mol·L^－1	0.1        0.5	1.0         1.5	2.0         2.5
电离度	0.3%       0.13%	0.3%      0.24%	0.5%      0.45%

（5）NO₂与NO之间存在如下可逆反应：2NO₂2NO+O₂。T℃时，在一恒容密闭容器中充入适量NO₂，反应达到平衡状态的标志是          
①混合气体的颜色不再改变的状态    
②混合气体的密度不再改变的状态
③混合气体的压强不再改变的状态    
④混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑤的比值不再改变的状态

一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。
（1）利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
Ni（s）＋4CO（g）Ni（CO）₄（g） 该反应的ΔH   0（选填“＞”或“＝”或“＜”）。
（2）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：
C（s）＋O₂（g）＝CO₂（g）；ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1
CO₂（g）＋C（s）＝2CO（g）；ΔH₂＝+172.5 kJ·mol^－1
S（s）＋O₂（g）＝SO₂（g）；ΔH₃＝－296.0 kJ·mol^－1
则2CO（g）＋SO₂（g）＝S（s）＋2CO₂（g）  ΔH₃＝   。
（3）工业上一般采用CO与H₂反应合成可再生能源甲醇，反应如下：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）
①某温度下，将２molCO和６molH₂充入２L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol·L^－1，则CO的转化率为   。
②合成气经压缩升温后进入10m³甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应进行甲醇合成，T₁℃下此反应的平衡常数为160。此温度下，在密闭容器中加入一定量CO和H₂，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH
浓度/（mol·L^－1）	0.2	0.1	0.4

比较此时正、逆反应速率的大小：v_正   v_逆 （填“>”、“<”或“＝”）；若其他条件不变，在T₂℃反应10min后达到平衡，c（H₂）＝0.4 mol·L^－1，则该时间内反应速率：v（CH₃OH）＝   ；生产过程中，合成气要进行循环，其目的是   。
（4）金属氧化物被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。下图是四种金属氧化物被一氧化碳还原时lg[c（CO）/c（CO₂）]与温度（t）的关系曲线图。

则一氧化碳还原三氧化铬反应的化学平衡常数表达式可表示为：K＝   。800℃时，其中最易被还原的金属氧化物是   （填化学式），该反应的平衡常数数值（K）等于   。

煤的气化过程中发生反应：CO(g)+H₂O(g) CO₂(g)+H₂(g)，若在恒温压容器中充入1 mol CO和3 mol 水蒸气发生上述反应，达到平衡时测得反应物与生成物的物质的量之比为5∶3，且吸收热量180 kJ，请回答下列问题：
（1）该反应的热化学方程式可写为                                       。
（2）两种反应物的转化率之和为          。
（3）该条件下此反应的平衡常数为             。
（4）若要在相同的温度下和相同的容器中，按下列物料配比充入，建立平衡后CO的体积百分含量与题干平衡相同，下列选项中可行的是              。

物质 选项	n(CO)	n(H2O)	n(CO2)	n(H2)
A	0 mol	4 mol	2 mol	2 mol
B	0.5 mol	2.5 mol	0.5 mol	0.5 mol
C	1 mol	4 mol	0.5 mol	0.5 mol
D	0 mol	0 mol	1 mol	3 mol

（5）若要在相同的温度下和相同的容器中，充入下列物料建立平衡，平衡后CO₂的体积分数与题干平衡的CO₂的体积分数相同，但CO的体积分数与题干平衡中CO的体积分数不同的是        。

物质 选项	n(CO)	n(H2O)	n(CO2)	n(H2)
A	0 mol	0 mol	1 mol	3 mol
B	2.5 mol	0.5 mol	0.5 mol	0.5 mol
C	3 mol	1 mol	0 mol	0 mol
D	0 mol	0 mol	3 mol	1 mol

 

（本题共10分）水煤气转化反应CO(g)＋H₂O(g) CO₂(g)＋H₂ (g)在一定温度下达到化学平衡。完成下列填空：
29．写出该反应的平衡常数表达式K=________________。
30．一定温度下，在一个容积不变的密闭容器中发生上述反应，下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是         （选填编号）。

A．容器中的压强不变

B．1 mol H―H键断裂的同时断裂2 molH―O键

C．v正(CO) = v逆(H2O)

D．c(CO) = c(H2)

31．将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下实验1和实验2的数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	3
2	650	1	2	0.8	1.2	5
3	950	1	2	—	—	—

（1）由实验组1的数据可知，平衡时CO的转化率为         %。
（2）由实验组1和2的数据可分析，压强对该可逆反应的影响是                      。
（3）有了实验组1和2的数据，再设计实验3，其目的是                        。

二甲醚（CH₃OCH₃）是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H₂为原料生产二甲醚CH₃OCH₃的新工艺主要发生三个反应：
①CO（g） + 2H₂（g）CH₃OH（g）  △H₁＝－Q₁ kJ·mol^－1   
②2CH₃OH（g）CH₃OCH₃（g）+ H₂O（g） △H₂＝－Q₂ kJ·mol^－1      
③CO（g）+ H₂O（g）CO₂（g） + H₂（g） △H₃＝－Q₃ kJ·mol^－1      
回答下列问题：
（1）新工艺的总反应3H₂（g）+ 3CO（g）CH₃OCH₃（g）+ CO₂（g）的热化学方程式为_________。
（2）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH (g)  △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

① 由表中数据判断ΔH      0 (填“ ＞”、“=”或“＜”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变          
B.密度不变     
C.混合气体的相对分子质量不变     
D.c(CO)=c(CH₃OH)
② 某温度下，将 2mol CO和 6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应 10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，计算此温度下的平衡常数K=           。
（3）工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝-92.4kJ•mol^-1。实验室模拟化工生产，在恒容密闭容器中冲入一定量N₂和H₂后，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如下图。

请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为               。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。