高中化学探究温度、压强对化学平衡的影响简答题

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，工业上合成氨反应通常用铁触媒作催化剂，反应方程式为：N₂+3H₂2NH₃  △H<0。
（1）已知N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) ΔH＝－92kJ·mol^－1，拆开1mol H－H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、、946kJ，则拆开1molN－H键需要的能量是__________。
（2）合成氨反应达到平衡后将容器的容积压缩到原来的1/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是           （填字母序号）。

A．c(H2)减小

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．NH3的物质的量增加

D．平衡常数K增大

E.平衡向正方向移动
（3） 如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入1molN₂和3molH₂，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g) ，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中H₂的转化率随时间变化的图像如图3所示，请在图3中画出乙容器中H₂的转化率随时间变化的图像。

（4）若反应N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)在一容积固定不变的容器内进行，并维持反应过程中温度不变。若平衡从正向建立，且起始时N₂与H₂的物质的量分别为amol、bmol，当a:b=______时，达到平衡后NH₃的体积分数最大。

火力发电厂释放出大量氮氧化物（NO_x）、SO₂和CO₂等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
（1）脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄(g) ＋ 4NO₂(g) ＝4NO(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g) △H₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g) ＋ 4NO(g) ＝2N₂(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g)  △H₂＝－1160 kJ·mol^－1
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                                   。
（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H₃
       
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为    mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO₂(g)和1 mol H₂O(g)，则平衡        （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
②取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃    0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）脱硫。利用Na₂SO₃溶液可脱除烟气中的SO₂。Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得。NaOH溶液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO₃^2-)︰n(HSO₃^﹣)变化关系如下表：

n(SO3^2^﹣)︰n(HSO3^﹣)	91︰9	1︰1	9︰91
pH	8.2	7.2	6.2

① 由上表判断，NaHSO₃溶液显　　　性，用化学平衡原理解释：　　　　　　　　　　  　　。
② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：　　　　。
a．c(Na⁺)=2c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)
b．c(Na⁺) > c(HSO₃^-) > c(SO₃^2-) > c(H⁺) = c(OH^-)
c．c(Na⁺) + c(H⁺) = c(SO₃^2-) + c(HSO₃^-) + c(OH^-)

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇（于固定容器中进行）：2H₂(g) + CO(g)CH₃OH(g)
（1）判断反应达到平衡状态的依据是            （填序号）。
a．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
b．混合气体的密度不变
c．混合气体的平均相对分子质量不变
d．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①该反应的平衡常数表达式K=              ，△H          0(填“>”、“<”或“=”)。
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________（填序号）。
a．升温  b．加入催化剂 c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压 e．加入惰性气体加压  f．分离出甲醇
（3）右图表示在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中H₂的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A__________C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A___________C，由状态B到状态A，可采用____________的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)   ΔH ＝－a kJ·mol^－1
②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g) ΔH ＝－b kJ·mol^－1  ③H₂O(g)= H₂O(l) ΔH＝－c kJ·mol^－1
写出1摩尔液态CH₃OH不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式_________________。

直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO₂。
（1）用化学方程式表示SO₂形成硫酸型酸雨的反应：____________________________。
（2）在钠碱循环法中，Na₂SO₃溶液作为吸收液，可由NaOH溶液吸收SO₂制得，该反应的离子方程式是__________________________。
（3）吸收液吸收SO₂的过程中，pH随n(SO)∶n(HSO)变化关系如下表所示：

n(SO)∶n(HSO)	91∶9	1∶1	9∶91
pH	8.2	7.2	6.2

①由上表判断，NaHSO₃溶液显________性，用化学平衡原理解释__________________。
②当吸收液呈中性时，下列溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a． c(Na^＋)＝2c(SO)＋c(HSO)
b． c(Na^＋)>c(HSO)>c(SO)>c(H^＋)＝c(OH^－)
c． c(Na^＋)＋c(H^＋)＝c(SO)＋c(HSO)＋c(OH^－)
（4）当吸收液的pH降至约为6时，需送至电解槽再生。再生示意图如下：

① HSO在阳极放电的电极反应式是                                    。
② 当阴极室中溶液pH升至8以上时，吸收液再生并循环利用。简述再生原理_______________。

一定温度下，在容积固定的VL密闭容器里加入nmolA，2nmolB，发生反应A (g)+2B (g)2C (g) △H<0，反应达到平衡后测得平衡常数为K，此时A的转化率为x．
（1）K和x的关系满足K=_____________，在保证A浓度不变的情况下，增大容器的体积，平衡______（填字母）。A．向正反应方向移动     B．向逆反应方向移动      C．不移动
（2）若该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：
①可见反应在t₁、t₃、t₇时都达到了平衡，而t₂、t₈时都改变了一种条件，试判断改变的是什么条件：t₂时_____________；t₈时_____________；
②t₂时平衡向___________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动；
③若t₄时降压，t₅时达到平衡，t₆时增大反应物的浓度，请在图中画出t₄～t₆时逆反应速率与时间的关系线。

某温度时，在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。
（1）根据左表中数据，在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：

t/S	X/mol	Y/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.20
3	0.75	0.50	0.50
5	0.65	0.30	0.70
9	0.55	0.10	0.90
10	0.55	0.10	0.90
14	0.55	0.10	0.90

（2）体系中发生反应的化学方程式是______________
（3）列式计算该反应在0-3S时间内产物Z的平均反应速率：_______________
（4）该反应达到平衡时反应物X的转化率等于___________________________
（5）如果该反应是放热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是：① _______  ②______  ③______。

某温度时，在4L的容器中，X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如下图所示。

（1）由图中数据分析，该反应的化学方程式为：
（2）反应从开始至2min内X的平均反应速率是：
（3）反应过程中Y的转化率：
（4）2min后图像所表示的含义

重庆市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2. 5μm的悬浮颗粒物），其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义．请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：

根据表中数据判断PM2.5待测试样的pH约为____________。
（2）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。
已知：①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）K₁    ②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）K₂
C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g)  K=___________________（用含K₁、K₂的式子表示）。
（3）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO₂)随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。

①在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率υ(N₂)= ______________。
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率．若催化剂的表面积S₁＞S₂，在如图中画出c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
（4）①已知气缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g)2NO(g) △H>0，若1mol空气含0.8molN₂和0.2molO₂， 1300°C时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^-4mol．计算该温度下的平衡常数K＝____________。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO（g）═2C（s）+O₂（g）已知该反应的△H＞0，简述该设想能否实现的依据：__________________。

（1）利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸。
已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) △H="+180.5" kJ/mol
②N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) △H=－92.4 kJ/mol
③2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g) △H=－483.6 kJ/mol
氨催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为                  。
（2）研究在其他条件不变时，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)反应的影响实验结果如图所示(图中T表示温度，n表示物质的量)：

①图像中T₂和T₁的关系是：T₂     T₁(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)。
②a、b、c三点中，N₂转化率最高的是          (填字母)。
③若容器容积为1L，T₂℃在起始体系中加入1 mol N₂，n(H₂)=3mol，经过5 min反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则v(NH₃)=        。保持容器体积不变，若起始时向容器内放入2 mol N₂和6 mol H₂，达平衡后放出的热量为Q，则Q___110.88 kJ(填“>”、“<”或“=”)。

(18分)碱金属元素的单质及其化合物被广泛应用于生产、生活中。

②一定量的Na在足量O₂中充分燃烧，参加反应的O₂体积为5.6 L(标准状况)，则该反应过程中转移电子的数目为_________。
（2）金属锂广泛应用于化学电源制造，锂水电池就是其中的一种产品。该电池以金属锂和 钢板为电极材料，以LiOH为电解质，加入水即可放电。
总反应为：2Li+2H₂O₌2LiOH+H₂↑
①锂水电池放电时，向_________极移动。
②写出该电池放电时正极的电极反应式：_________________。
③电解熔融LiCl可以制备金属Li。但LiC1熔点在873 K以上，高温下电解，金属Li产量极低。经过科学家不断研究，发现电解LiCl—KCl的熔盐混合物可以在较低温度下生成金属Li。
你认为，熔盐混合物中KCl的作用是_________________________________________。
写出电解该熔盐混合物过程中阳极的电极反应式：______________________________。
（3）最新研究表明，金属钾可作工业上天然气高温重整的催化剂，有关反应为：
。一定温度下，向2 L容积不变的密闭容器中充入4 mol 和6 mo1 H₂O(g)发生反应，10 min时，反应达到平衡状态，测得CH₄(g)和H₂(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

①0～10 min内用(CO)表示的化学反应速率为_________。
②下列叙述中，能够证明该反应已达到平衡状态的是_________(填序号)。
a．生成3 molH-H键的同时有4 molC-H键断裂
b．其他条件不变时，反应体系的压强保持不变
c．反应混合气体的质量保持不变
d．
③此温度下，该反应的化学平衡常数K=_________mo1²·L^-2。

在一密闭容器中发生反应N₂+3H₂2NH₃。达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应进程的关系如图所示：

回答下列问题：
（1）t₁、t₂、t₃时刻分别改变的一个条件，t₁时刻         t₃时刻         t₄时刻          。
（2）氨的百分含量最高的时间段是             。
（3）如果在t₆对刻，从反应体系中分离出部分氨，t₇时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化情况；
（4）实验室模拟化工生产，在恒容密闭容器中充入一定量N₂和H₂后，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如图1。

在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度，请在图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

NO和NO₂是常见的氮氧化物，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）氮氧化物产生的环境问题有          （填一种）。
（2）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：
①反应Ⅰ为：NO＋O₃＝NO₂＋O₂，生成11.2 L O₂（标准状况）时，转移电子的物质的量是       mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO₂)∶n[CO(NH₂)₂]＝3∶2时，反应的化学方程式是      。
（3）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：
NO₂(g)＋SO₂(g)SO₃(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol^－1
①已知：2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g) △H＝－196.6 kJ·mol^－1
写出NO和O₂反应生成NO₂的热化学方程式                  。
②一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入NO₂和SO₂各1 mol，5min达到平衡，此时容器中NO 和NO₂的浓度之比为3∶1，则NO₂的平衡转化率是      。
③上述反应达平衡后，其它条件不变时，再往容器中同时充入
NO₂、SO₂、SO₃、NO各1mol，平衡 （填序号）。
A．向正反应方向移动
B．向逆反应方向移动
C．不移动
（4）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO₃，装置如图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是            。

某市对大气进行监测,发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM_2.5(直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物),其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM_2.5、SO₂、NO_x等进行研究具有重要意义。
请回答下列问题:
(1)将PM_2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子	K^+	Na^+	N	S	N	Cl^-
浓度/mol·L^-1	4×10^-6	6×10^-6	2×10^-5	4×10^-5	3×10^-5	2×10^-5

根据表中数据判断PM_2.5的酸碱性为　　　　　　,试样的pH=　　　　　　　　。
(2)为减少SO₂的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H₂(g)+O₂(g) H₂O(g)        ΔH="-241.8" kJ·mol^-1        ①
C(s)+O₂(g) CO(g)　            ΔH="-110.5" kJ·mol^-1        ②
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:　                        。
②洗涤含SO₂的烟气。以下物质可作洗涤剂的是　　　　　　　　　　　。
a.Ca(OH)₂　　   b.Na₂CO₃　   　c.CaCl₂　  　d.NaHSO₃
(3)汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化
①已知汽缸中生成NO的反应为:
N₂(g)+O₂(g)2NO(g)　ΔH>0
若1 mol空气含0.8 mol N₂和0.2 mol O₂,1 300℃时在密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10^-4mol。计算该温度下的平衡常数K=　　　　　　　　　 。
汽车启动后,汽缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是　　　　　　　　　　　　　　                           　　。
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g) 2C(s)+O₂(g)
已知该反应的ΔH>0,简述该设想能否实现的依据:                              
                                                                                                                             。
③目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为　                                                。

高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g）⇌Fe（s）+CO₂（g）；正反应吸热
（l）已知1100℃时 K=0.263．应该反应化学平衡常数的表达式为              ，温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值           ．（填增大、减小或不变）
（2）1100℃时测得高炉中 c（CO₂）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，此时化学反应速率是v（正）        v（逆）。（填=、＞或＜）
（3）在如图中画出在某时刻条件改变后的图象（其他条件不变）．t₁：增大CO的浓度 t₂：降低温度．

甲醇合成反应为：CO(g)+2H₂(g) CH₃OH（g）。工业上用天然气为原料，分为两阶段：
Ⅰ、制备合成气：
用天然气和水制取原料气的方程式为：                    。
原料气中常添加CO₂以解决合成气中H₂过量CO不足问题，请用方程式解释原因                     。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_________。
Ⅱ、合成甲醇：
（1）反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式____。

实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH₂通入容器中，分别恒温在300⁰C和500⁰C反应，每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下：

	10min	20min	30min	40min	50min	60min
300^0C	0.40	0.60	0.75	0.84	0.90	0.90
500^0C	0.60	0.75	0.78	0.80	0.80	0.80

（2）在300⁰C反应开始10分钟内，H₂的平均反应速率_____________。
（3）500⁰C平衡常数K=___________。
（4）在另一体积不变的容器中，充入1.2molCO和2.0molH₂，一定条件下达到平衡，测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H₂转化率为        。