高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响填空题

氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。
（1）传统工业上利用氨气合成尿素
①以CO₂与NH₃为原料合成尿素的主要反应如下：
2NH₃(g)＋CO₂(g)＝NH₂CO₂NH₄(s)    ΔH＝-159．47kJ/mol
NH₂CO₂NH₄(s)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)   ΔH＝+72．49kJ/mol
反应2NH₃(g)＋CO₂(g)＝CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)    ΔH＝_____________kJmol。
②液氨可以发生电离：2NH₃(l)NH₂^－+NH₄^＋，COCl₂和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。
（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH₃作储氢材料已知：2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。
①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。
②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。
（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH₃表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH₃，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N₂。
①写出电解时A极的电极反应式：________________。
②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气
候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减
排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知某反应的平衡常数表达式为：，它所对应反应的化学方程式为                 。
（2）煤化工通常通过研究不同温度下的平衡常数以解决各种实际问题。已知等体
积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：
CO（g）+H₂O（g）H₂（g）+CO₂（g）
该反应的平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

①该反应的化学平衡常数表达式为K =                  。
②该反应的正反应方向是            反应（填“吸热”或“放热”）；
③若在500℃时进行，设CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化为              。
④800℃时,在固定容积的密闭容器中放入混合物,起始浓度为：c（CO）=0.01mol/L，c（H₂O）=0.03mol/L，
c（CO₂）=0.01mol/L，c（H₂）=0.05mol/L,则反应开始时，H₂O的消耗速率比生成速率         （填“大”、“小”或“不能确定”）。
（3）2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g）反应过程中的能量变化如图所示：

又已知1molSO₂（g）氧化为1molSO₃（g）的ΔH="-99" kJ·mol^-1，
请回答下列问题：
①图中E₁、E₂分别表示                、                ，E₃的大小对该反应的反应热                （填“有”或“无”）影响。该反应通常用V₂O₅作催化剂，加V₂O₅会使图中B点          （填“升高”或“降低”）△H           （填“变大”、“变小”或“不变”）,理由是____________________。
②图中△H=           kJ·mol^-1。

在一定条件下xA＋yBzC达到平衡时，请填写：
（1）若A、B、C都是气体，在减压后平衡向逆反应方向移动，则x、y、z关系是___________________。
（2）已知B、C是气体，现增加A的物质的量,平衡不移动,说明A是_________________（填状态）。
（3）若容器容积不变，加入气体B，气体A的转化率__________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）若加热后，C的百分含量减小,则正反应是___________反应（填“放热”或“吸热”）。
（5）若容器容积不变,且A、B、C都是气体,向容器中充入稀有气体，则           。
A．化学平衡向正反应方向移动    B．化学平衡向逆反应方向移动
C．化学平衡不移动              D．反应停止

氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
（1）氢气燃烧热值高。实验测得,在常温常压下1gH₂完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量。则表示H₂燃烧热的热化学方程式为___________              。
又已知：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g） ΔH＝-92.4kJ/mol,则氨在空气中燃烧生成液态水和氮气时的热化学方程式为                      。
（2）氢气是合成氨的重要原料。
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变 N₂、H₂和NH₃的量），反应速率与时间的关系如下图一所示。

图中t₁时引起平衡移动的条件可能是               ,其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间
是              。
②温度为T℃时,将2a molH₂和a molN₂放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N₂的转化率为50%。则反应
的平衡常数为                。
③氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。对于反应：N₂O₄（g）2NO₂（g） △H﹥0,在温度为T₁、T₂时,平衡体系中NO₂的体积
分数随压强变化曲线如下图二所示。

下列说法正确的是           。
a．A、C两点的反应速率：A﹤C
b．A、C两点的气体颜色：A浅，C深
c．B、C两点的气体平均相对分子质量：B﹤C
d．A、C两点的化学平衡常数：A﹥C
e.由状态B到状态A，可以用加热的方法

汽车尾气中排放的NO和CO，可以通过加装催化转化器，使之转化为两种无污染的气体，
2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g) ΔH=－748 kJ/mol
在一定温度下,向2L的密闭容器中充入2.0molNO2.0molCO，在催化剂作用下发生反应，相关数据如下：

	0 min	5min	10min	15min	20min
c(NO)	1.0	0.6	0.3	0.2	0.2
c(N2)	0	0.2	0.35	0.4	0.4

（1）5—10min，用CO的浓度变化表示的反应速率为：                      ；
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是
A．2n_正(NO) =n_逆(N₂)           B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．NO和CO的转化率相等      D．容器内气体压强不变
（3）20min时，向容器中加入1molNO和1molCO，再次达到平衡时，NO的转化率：         （填“变大”、“ 变小”或“不变”）。
（4）计算此温度下的化学平衡常数K=                 ，或保持温度不变，此时再向容器内加入CO和CO₂各1mol，平衡          移动（填“向左”、“ 向右”或“不”）。
（5）若反应开始向容器中加入1molN₂和2molCO₂，反应达到平衡时，吸收热量为           kJ。

研究氨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    ΔH₁<0(Ⅰ)
2NO(g)＋Cl₂(g)2ClNO(g) K₂    ΔH₂<0(Ⅱ)
（1）4NO₂(g)＋2NaCl(s)2NaNO₃(s)＋2NO(g)＋Cl₂(g)的平衡常数K＝__________(用K₁、K₂表示)。
（2）为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl₂，10 min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10 min内v(ClNO)＝7.5×10^－3 mol·L^－1·min^－1，则平衡后n(Cl₂)＝________mol，NO的转化率α₁＝_______。其他条件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α₂_____α₁(填“>”“<”或“＝”)，平衡常数K₂__________(填“增大”“减小”或“不变”)。若要使K₂减小，可采取的措施是______________。
（3）实验室可用NaOH溶液吸收NO₂，反应为2NO₂＋2NaOH===NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO₂恰好完全反应得1 L溶液A，溶液B为0.1 molL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电离常数K_a＝7.1×10^－4 mol·L^－1，CH₃COOH的电离常数K_a＝1.7×10^－5 mol·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

乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

化学键	C－H	C－C	C＝C	H－H
键能/kJ·molˉ^1	412	348	612	436

计算上述反应的△H＝____________ kJ·mol^－1。
（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________ (用α等符号表示)。
（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和 水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H₂以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实______________。
②控制反应温度为600℃的理由是  ____________。
（4）某研究机构用CO₂代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO₂＋H₂＝CO＋H₂O，CO₂＋C＝2CO。新工艺的特点有__________(填编号)。
① CO₂与H₂反应，使乙苯脱氢反应的化学平 衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO₂资源利用

硫一碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：
Ⅰ、SO₂+2H₂O+I₂===H₂SO₄+2HI；  Ⅱ、2HIH₂+I₂；  Ⅲ、2H₂SO₄===2SO₂↑+O₂↑+2H₂O
（1）分析上述反应，下列判断正确的是                  。
a．反应Ⅲ易在常温下进行
b．反应Ⅰ中SO₂氧化性比HI强
c．循环过程中需补充H₂O
d．循环过程中产生1mol O₂的同时产生1mol H₂
（2）一定温度下，向1L密闭容器中加入1mol HI（g），发生反应Ⅱ，H₂物质的量随时间的变化如图所示。
0～2 min内的平均反应速率v（HI）=               。

（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H₂，加入少量下列试剂中（）产生H₂的速率将增大（填字母）。
a．NaNO₃    b．CuSO₄      c．Na₂SO₄     d．NaHSO₃
（4）以H₂为燃料可制成氢氧燃料电池。
已知2H₂（g）+O₂（g）="==" 2H₂O(l)    △H=-572KJ·mol^-1
某氢氧燃料电池释放228．8KJ电能时，生成1mol液态水，该电池的能量转化为            。
（5）利用氢气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H₂(g) + CO(g)  CH₃OH(g)；ΔH ＝－90.8 kJ·mol^－1
②2CH₃OH(g)  CH₃OCH₃(g) + H₂O(g)；ΔH＝－23.5 kJ·mol^－1
③CO(g) + H₂O(g)  CO₂(g) + H₂(g)；ΔH＝－41.3 kJ·mol^－1
总反应：3H₂(g) + 3CO(g)  CH₃OCH₃(g) + CO₂ (g)的ΔH＝_____     _；
（6）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是           （填字母）。
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、H₂、CH₃OH的浓度均不再变化
（7）在某温度下，向一个容积不变的密闭容器中通入2．5mol CO和7．5mol H₂反应生成CH₃OH(g)，达到平衡时CO的转化率为90%，此时容器内的压强为开始时的              倍。

综合利用CO₂、CO对构建低碳社会有重要意义。
（1）固体氧化物电解池（SOEC）用于高温电解CO₂和H₂O的混合气体，既可高效制备合成气（CO+H₂），又可实现CO₂的减排，其工作原理如图。

①b为电源的                    （填“正极”或“负极”）
②写出电极c发生的电极反应式                 、                  。
（2）电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应：CO(g) +2H₂(g)CH₃OH(g)。对此反应进行如下研究：某温度下在一恒压容器中分别充入1.2mol CO和1mol H₂，达到平衡时容器体积为2L，且含有0.4mol CH₃OH(g)，则该反应平衡常数值为          ，此时向容器中再通入0.35molCO气体，则此平衡将         移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）。

铁及其化合物在生产、生活中有广泛应用．请回答下列问题：
（一）高炉炼铁过程中发生的主要反应为：
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：
温度/℃    1000   1115   1300
平衡常数   4.0     3.7    3.5
（1）该反应的平衡常数表达式K=＿＿＿；△H＿＿＿0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）欲提高上述反应中CO的平衡转化率，可采取的措施是＿＿＿＿＿．

A．提高反应温度	B．移出部分CO2
C．加入合适的催化剂	D．减小容器的容积

（3）在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe₂O₃、CO、CO₂各1.0mol，此时υ_正＿＿＿υ_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．经过10min，在1000℃达到平衡，则该时间范围内反应的平均反应速率υ（CO₂）=＿＿＿＿＿．
（二）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂．
（4）一定条件下Fe（OH）₃与KClO在KOH溶液中反应可制得K₂FeO₄，其中反应的氧化剂是＿＿＿＿＿；生成1mol K₂FeO₄转移电子的物质的量是＿＿＿＿＿mol．

矿物燃料在使用的过程中会产生大量污染性物质，如SO₂和CO₂，而H₂和NH₃都被认为是理想的清洁能源。
（1）某些合金可用于储存氢，金属储氢的原理可表示为：M(s)+xH₂═MH_2x(s)△H＜0（M表示某种合金）如图1表示温度分别为T₁、T₂时，最大吸氢量与氢气压强的关系．则下列说法中，正确的是___________；
a．T₁＞T₂
b．增大氢气压强，加快氢气的吸收速率
c．增大M的量，上述平衡向右移动
d．上述反应可实现多次储存和释放氢气

（2）以熔融碳酸盐为电解质，稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池（如图2装置甲所示），其中负极通入H₂，正极通入O₂和CO₂的混合气体．图2乙装置中a、b为石墨电极，电解一段时间后，b电极附近滴入酚酞溶液变红，NaCl溶液的体积为100mL。
①工作过程中，甲装置中d电极上的电极反应式是________________；乙装置中电极a为_______极（填电极名称）。
②若在a极产生112mL（标准状况）气体，25℃时乙装置中所得溶液pH=__________。（忽略电解前后溶液的体积变化）
（3）氨在氧气中燃烧，生成水和一种空气组成成分的单质．
已知：N₂(g)+3H₂(g)═2NH₃(g)△H=-92.4kJ•mol^-1   2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(1)△H=-572KJ•mo1^-1试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式________________；
（4）在一定条件下，将lmolN₂和3molH₂混台于一个10L的密闭容器中发生反应：
N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H＜0 已知5分钟后达到平衡，平衡时氨气的体积分数为25%。
①该反应的平衡常数表达式为：K=______________；
②能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是____________
a、容器中压强不变   b、混合气体的密度不变  c、3v正(H₂)=2v逆（NH₃） d、c(N₂): c(H₂): c(NH₃)=1:3:2
③对于上述平衡状态，改变下列条件能使反应速率增大，且平衡向正向移动的___________
a、选用更高效的催化剂    b、升高温度   c、及时分离出氨气
d、增加H₂的浓度   e、充入He，使体系总压强增大

（1）将1.8g碳置于2.24L（标准状况）O₂中充分燃烧，至全部反应物耗尽，测得放出热量30.65kJ，已知：C(s)+O₂(g)CO₂(g)  △H=－393.0 kJ·mol^—1，请写出CO完全燃烧的热化学方程式                             。
（2）光气 （COCl₂）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂（g）＋CO（g）COCl₂（g）  △H＜0制备。右图为某次模拟实验研究过程中容积为1L的密闭容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题：

①若保持温度不变，在第8min 加入体系中的三种物质各1mol，则平衡           移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；
②若将初始投料浓度变为c（Cl₂）＝0．8mol/L、c（CO）＝0．6 mol/L、c（COCl₂）＝          mol/L，保持反应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6 min时Cl₂的体积分数相同；
③比较第8 min反应温度T（8）与第15 min反应温度T（15）的高低：T（8）          T（15）（填“<”、“>”或“＝”）。
（3）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)。
①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。

②二甲醚(CH₃OCH₃)燃料电池可以提升能量利用率，二甲醚酸性介质燃料电池的负极反应式为        。
（4）常温下，将a mol/L的醋酸与b mol/L Ba(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba²⁺)=c(CH₃COO^－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=            (用含和的代数式表示)。

合成氨技术的发明使工业化人工固氮成为现实。
（1）已知N₂(g)＋3H₂(g)2NH₃(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol^－1。在一定条件下反应时，当生成标准状况下33.6 L NH₃时，放出的热量为________。
（2）合成氨混合体系在平衡状态时NH₃的百分含量与温度的关系如图所示。由图可知：

①温度T₁、T₂时的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁__________K₂ (填“>”或“<”)。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氦气，平衡__________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②见右图，T₂温度时，在1 L的密闭容器中加入2.1 mol N₂、1.5 mol H₂，经10 min达到平衡，则v(H₂)＝________mol/ (L.min)达到平衡后，如果再向该容器内通入N₂、H₂、NH₃各0.4 mol，则平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
（3）工业上用CO₂和NH₃反应生成尿素：CO₂(g)＋2NH₃(g)H₂O(l)＋CO(NH₂)₂(l) ΔH，在一定压强下测得如下数据：

①则该反应ΔH______0，表中数据a______d，b______f(均选填“>”、“＝”或“<”)。
②从尿素合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO₂、NH₃，应如何处理？_________________。

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）已知拆开1 mol H₂、1 mol O₂和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ；CH₃OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol^－1。
则CO₂(g)＋3H₂(g)＝CH₃OH(g)＋H₂O(l) ∆H＝         kJ·mol^－1
（2）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(l)
①该反应平衡常数表达式K＝          。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图所示。该反应的∆H          0，(填“＞”或“＜”)。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂)/n(CO₂)]，则K将         (填“增大”、“减小”或“不变”)。

③某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO₂(g)与H₂(g)发生上述反应，当下列物理量不再发生变化时，能表明上述可逆反应达到化学平衡的是          。

A．二氧化碳的浓度	B．容器中的压强
C．气体的密度	D．CH3OCH3与H2O的物质的量之比

（3）向澄清的石灰水中通入CO₂至溶液中的Ca^2＋刚好完全沉淀时，则溶液中c(CO₃^{2 －})＝          。[已知：K_sp(CaCO₃)=2.8×10^－9]
（4）以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料的燃料电池为电源，以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液，装置如图所示：请写出电解过程中Y 电极附近观察到的现象                    ；当燃料电池消耗2.8L O₂(标准状况下)时，计算此时：NaCl溶液的pH=               (假设溶液的体积不变，气体全部从溶液中逸出)。

Ⅰ．图1是某压强下工业合成氨生产过程中，N₂与H₂按体积比为1:3投料时，反应混合物中氨的体积分数随温度的变化曲线，其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。

（1）图中表示该反应的平衡曲线的是__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；由图中曲线变化趋势可推知工业合成氨的反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）图中a点，容器内气体n(N₂)：n(NH₃)= ____________，图中b点，v(正)_________v(逆)(填“＞”、“=”或“＜”)。
Ⅱ．以工业合成氨为原料，进一步合成尿素的反应原理为：2NH₃(g)+CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)+H₂O(g)
工业生产时，需要原料气带有水蒸汽，图2中曲线I、Ⅱ、Ⅲ表示在不同水碳比[n(H₂O)/n(CO₂)]时，CO₂的转化率与氨碳比[n(NH₃)/n(CO₂)]之间的关系。
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式____________________
（2）曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是_________，判断依据是_______________
（3）测得B点氨的转化率为40%，则x₁=__________。