I₂在KI溶液中存

在下列平衡：I₂(aq)＋I(xiàn)^－(aq)I₃^－(aq) △H =Q ，某I_2、、KI混合溶液中，I₃^－的物質(zhì)的量濃度c(I₃^－)與溫度T的關(guān)系如圖所示（曲線(xiàn)上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)）。下列說(shuō)法正確的是                                       

A．反應(yīng) I₂(aq)＋I(xiàn)^－(aq)I₃^－(aq)  △H =Q的 Q＞0

B．若溫度為T₁、T₂，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K₁、K₂則K₂＞K₁

C．若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，一定有v_正＞v_逆

D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I₂)大

（12分）

甲醇被稱(chēng)為2l世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ，用CH₄和H₂O為原料來(lái)制備甲醇。

（1）將1.0 mol CH₄和2.0 mol H₂O(g)通入反應(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)……Ⅰ，CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖。

①已知100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H₂表示的平均反應(yīng)速率為      。

②圖中的P₁     P₂（填“<”、“>”或“=”），100℃時(shí)平衡常數(shù)為     。

③在其它條件不變的情況下降低溫度，逆反應(yīng)速率將        (填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）在壓強(qiáng)為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g) ……Ⅱ。

④該反應(yīng)的△H     0，△S      0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是      。

A．升高溫度                    B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大   D．再充入1mol CO和3mol H₂

⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T(℃)	n (CO)/n(H2)	P(MPa)
ⅰ	150	1/3	0.1
ⅱ			5
ⅲ	350		5

A．請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。

B．根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點(diǎn)，在給出的坐標(biāo)圖中，畫(huà)出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線(xiàn)示意圖，并標(biāo)明各條曲線(xiàn)的壓強(qiáng)。

（10分）隨著人類(lèi)對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視，如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2，引起了各國(guó)的普遍重視.

⑴．目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1 L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)；△H＝－49.0kJ/mol

測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝___________mol/(L·min).

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_(kāi)_________________.

③下列措施中能使n(CH3OH)／n(CO2)增大的是___________.

A．升高溫度                  B．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

C．將H2O(g)從體系中分離     D．再充入1mol CO2和3mol H2

⑵．在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離去除CO2，還要求提供充足的O2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO2＝2CO＋O2，CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為：4OH――4e―＝O2↑＋2H2O，則陰極反應(yīng)式為_(kāi)_______________________________.

有人提出，可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO＝2C＋O2（△H＞0、△S＜0）來(lái)消除CO的污染.請(qǐng)你判斷是否可行并說(shuō)出理由______________________________________________.

（10分）利用焦炭或天然氣制取廉價(jià)的CO和H2，再用于氨合成和有機(jī)合成是目前工業(yè)生產(chǎn)的重要途徑�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4＋H2O＝CO＋3H2。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：

物  質(zhì)	燃燒熱（kJ·mol－1）
H2(g)	－285.8
CO(g)	－283.0
CH4(g)	－890.3

已知1 mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)? mol H2O(l)時(shí)放出44.0 kJ熱量。寫(xiě)出CH4和水蒸氣在高溫下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式         。

（2）500℃、50MPa時(shí)，在容積為V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2，反應(yīng)達(dá)平衡后測(cè)得平衡常數(shù)為K，此時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為a。則K和a的關(guān)系是K＝         。

假設(shè)在生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)①、②、③中各有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率均為100%。且反應(yīng)②中CO和H2、反應(yīng)③中H2的轉(zhuǎn)化率都為80%，計(jì)算至少需要焦炭、甲烷各多少?lài)�，才能滿(mǎn)足生產(chǎn)需要？要有計(jì)算過(guò)程）

（12分）氫氣是工業(yè)上重要的原料。

（1）氫氣用于工業(yè)合成氨  N₂(g) + 3H₂(g)  2NH₃(g)；ΔH = -92.2 kJ·mol^-1。

一定溫度下，在容積恒定的密閉容器中，一定量的N₂和H₂反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示，其中t₄  ﹑t₅ ﹑t₇時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變分別是

t₄           t₅            t₇       。

 

②溫度為T(mén)℃時(shí)，將2amolH₂和amolN₂放入0.5L密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N₂的轉(zhuǎn)化率為50﹪，此時(shí)放出熱量46.1 kJ。則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為             。         

（2）工業(yè)上大量的氫氣來(lái)源于焦炭與水蒸氣高溫下的反應(yīng)：

C(s) + H₂O(g)  H₂(g) + CO(g)   △H = +131.3 kJ/mol

①該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行的原因是                                   。

    ②恒溫，在容積可變的密閉容器中，進(jìn)行如上可逆反應(yīng)。一段時(shí)間后，下列物理量不發(fā)生變化時(shí)，能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的有：Ⅰ混合氣體的密度；Ⅱ容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；Ⅲ混合氣體的總物質(zhì)的量； ⅣCO物質(zhì)的量濃度          （      ）

     A．只有Ⅳ              B．只有Ⅰ和Ⅳ           C．只有Ⅱ和Ⅲ    

D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ          E．都可以

（3）在容積相同的兩密閉容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol及bmol碘化氫（a＞b）待反應(yīng)：2HI(g)H₂(g)+I₂(g)  達(dá)到平衡后，平衡時(shí)I₂的濃度c(I₂)_A        c(I₂)_B   ；平衡時(shí)HI的分解率α_A       α_B  ；平衡時(shí)H₂在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)A       B （填寫(xiě)“＞”“＜”“＝”）

（12分）近年我國(guó)汽車(chē)擁有量呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)，汽車(chē)尾氣已成為重要的空氣污染物。

時(shí)間

⑴汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)引起反應(yīng)：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)，是導(dǎo)致汽車(chē)尾氣中含有NO的原因之一。T ℃時(shí)，向容積為2 L的密閉容器中充入10 mol N₂與5 mol O₂，達(dá)到平衡后NO的物質(zhì)的量為2 mol，則T ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)

K=           。（計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）  

⑵一定量的NO發(fā)生分解的過(guò)程中，NO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如右圖所示。（已知：T₁<T₂）

①反應(yīng) 2NO(g)  N₂(g)+O₂(g)為(填“吸熱”或“放熱”)           反應(yīng)。

②一定溫度下，能夠說(shuō)明反應(yīng) 2NO(g)  N₂(g)+O₂(g) 已達(dá)到平衡的是（填序號(hào)）    。

a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化        b．NO分解的速率和NO生成的速率相等   

c．NO、N₂、O₂的濃度保持不變     d．單位時(shí)間內(nèi)分解4 mol NO，同時(shí)生成2 mol N₂

⑶①當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀薄燃燒時(shí)，尾氣中的主要污染物為NOx，可用C_xH_y（烴）催化還原NO_x消除氮氧化物的污染。

已知：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

CH₄(g)＋2NO₂(g) ＝ N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)      △H₃＝－867 kJ·mol^-1

△H₂＝              。

②使用催化劑可以將汽車(chē)尾氣的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                 。

本題列舉的四個(gè)選項(xiàng)是4位同學(xué)在學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)的速率和化學(xué)平衡”一章后，聯(lián)系工業(yè)生產(chǎn)

實(shí)際所發(fā)表的觀點(diǎn)，你認(rèn)為不正確的是

A．化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品   

B．化學(xué)平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品

C．化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣提高原料轉(zhuǎn)化率

D．化學(xué)平衡理論是研究怎樣使原料盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品   

（8分）在一固定容積的密閉容器中,保持一定溫度,在一定條件下進(jìn)行下列反應(yīng):

A(g) + 2B(g)  3C(g)已知加入1 mol A和3 mol B且達(dá)到平衡時(shí),生成了 a mol C .

(1)達(dá)到平衡時(shí),C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是______________(用a表示)

(2)在相同實(shí)驗(yàn)條件下,若在同一容器中改加入 2mol A 和6 mol B,達(dá)到平衡后,C的物質(zhì)的量為

_________mol(用a表示) .此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)將______(填增大、減小、不變)

(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下,若在同一容器中改加入 2mol A 和8 mol B,若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣

體中的體積分?jǐn)?shù)不變,則還應(yīng)加入C____     __mol.

一定溫度下可逆反應(yīng)：A（s）+2B（g）2C（g）+D（g） △H<0�，F(xiàn)將1mol A和2molB加入甲容器中，將4 molC和2 mol D加入乙容器中，此時(shí)控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍，t₁時(shí)兩容器內(nèi)均達(dá)到平衡狀態(tài)（如圖所示，隔板K不能移動(dòng)）。下列說(shuō)法正確的是

A．保持溫度和活塞位置不變，在甲中再加入1molA和2molB，達(dá)到新的平衡后，甲中C的濃度與乙中C的濃度相等

B．保持溫度不變，移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，達(dá)到新的平衡后，乙中C的體積分?jǐn)?shù)與甲中C的體積分?jǐn)?shù)相等

C．保持溫度不變，向甲中加入氦氣后，甲中各物質(zhì)的濃度不變

D．保持溫度和乙中壓強(qiáng)不變，向乙中加入氦氣后，乙中平衡正向移動(dòng)

（10分）二氧化硫和氮的氧化物是大氣的主要污染物，防止和治理環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)保工作的重要研究?jī)?nèi)容之一。

⑴ 一定條件下，2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，向2 L密閉容器中通入2 mol SO₂(g)、1 mol O₂(g)，2 min后反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得容器中含SO₃1.8mol，則該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝　　　　　　　　；恒溫下，若往容器中再加入2 mol SO₂(g)、1 mol O₂(g)， 重新達(dá)到平衡后，      mol<SO₃<       mol。

⑵ 用CH₄催化還原NO_x為N₂可以消除氮氧化物的污染�，F(xiàn)有1 L NO₂、NO混合氣體NO_x，將其還原成N₂，需同溫同壓下CH₄的體積0.4 L，則混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)量之比為                      。

⑶ 新型納米材料氧缺位鐵酸鹽（ZnFe₂O_x），由鐵酸鹽（ZnFe₂O₄）經(jīng)高溫還原制得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去，轉(zhuǎn)化流程如圖所示：

若2 mol ZnFe₂O_x與SO₂可生成0.75 mol S，x＝ 　　。求可分解⑵中混合氣體體積V（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）。（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）