题目内容
(14分)工业上以乙苯为原料生产苯乙烯的反应如下（Ph代表苯基）：
Ph—CH2CH3(g)
Ph—CH＝CH2(g)+H2(g) △H
某研究小组为探究温度等因素对该反应的产率影响，在容积可变的密闭容器中分别作了四组实验，实验结果如下图a、b所示。
(1)根据反应及上图(a)，判断△H 0(填“＜”“＝”或“＞”，下同)，△S 0；请选择经济、且适宜的反应温度： 。
(2)下列事实可以说明该反应已达平衡的是 。
A．混合气体的密度不再变化
B．氢气的体积分数保持不变
C．氢气、苯乙烯的生成速率之比保持不变
D．单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)从压强因素分析，为提高乙苯的转化率，应采用 的生产条件。实际工业生产中常采用通入水蒸气的方法。水蒸气的含量对反应的影响结果如上图(b)所示。
①在做这四组实验时，应该采用的其他实验条件是 。
A．反应温度相同 B．采用不同的催化剂
C．压强都控制在常压下 D．反应相同时间时测定实验数据
②图(b)表明： 。
③一定温度下，在恒压密闭容器中，通入一定量n(H2O)/n(乙苯)＝7：1的气体，发生上述反应，在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变，此时分离出一定量的水蒸气，在t2时刻重新达到平衡，请在右图中画如反应再次达到平衡过程的图像。
（1）＞；＞；580° （2）AB （3）低压 ①AC
②在恒温恒压条件下，n(H2O)/n(乙苯)的比值越高，产率越高 ③
解析试题分析：（1）根据图a可知，随着温度的升高产率逐渐增大。这说明升高温度平衡向正反应方向移动，因此正方应是吸热反应，即△H＞0；根据反应的化学方程式可知，该反应是体积增大的可逆反应，因此△S＞0。根据图a可知温度升高到580℃以后产率增加的不是很明显，因此适宜的温度应该是580℃。
（2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则A、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量始终是不变的，但容器容积是变化的，因此当密度不再发生变化时，可以说明反应达到平衡状态，A正确；B、氢气的体积分数保持不变可以说明反应达到平衡状态，B正确；C、根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知氢气、苯乙烯的生成速率之比始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，C不正确；D、根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)，因此不能说明反应达到平衡状态，D不正确，答案选AB。
（3）正方应是体积增大的可逆反应，所以从压强因素分析，为提高乙苯的转化率，应采用低压的生产条件。
①要探究水蒸气的含量对反应的影响结果，则根据定一议二的原则可知，其它反应条件应该是相同的，即温度、压强和催化剂均是相同的，答案选AC。
②根据图b可知，在恒温恒压条件下，n(H2O)/n(乙苯)的比值越高，产率越高。
③保持其他条件不变，此时分离出一定量的水蒸气，则导致容器内压强降低，因此要保持恒压则需要缩小容器的容积，因此相当于是增大压强，平衡向正反应方向移动，则图像可表示为。
考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响、平衡状态的判断以及反应条件的选择
培优好卷单元加期末卷系列答案
一线名师权威作业本系列答案 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是________________
（2）实验室中现有Na2SO4、CuCl2、MgSO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4
溶液起相似作用的是________；
（3）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________(答两种)
（4）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，
收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
| 实验 混合溶液 | A | B | C | D | E | F |
| 4mol/L H2SO 4/mL | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
| 饱和CuSO4溶液 /mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
| H2O /mL | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
② 该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
可用于检测CO，反应原理为：
。向2L密闭容器中加入足量
随时间的变化如下图所示。
_____________。
的体积分数
为催化剂，可以将
的混合气体直接转化为乙酸。
______________。
________14(填“>”、“<”或“=”)；该温度下醋酸的电离常数K=__________(用含a、b的式子表示)。
可以处理汽车尾气，若将该反应设计为原电池，用熔融Na2O作电解质，其正极电极反应式为________________________________。 （14分）
已知CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
| |温度/ ℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
（1）该反应的△H 0（填“<”“ >”“ =”)；
（2）830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O，反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)="0.003" mol·L-1·s-1，则6S末CO2的物质的量浓度为 ；反应经一段时间后，达到平衡后CO的转化率为 ；
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确选项前的字母)；
a．压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.c(CO)不随时间改变 d.单位时间里生成CO和H2的物质的量相等
（4）已知1000℃时，要使CO的转化率超过90%，则起始物c(H2O): c(CO)应不低于 ；
（5）某燃料电池以CO为燃料，以空气为氧化剂，以熔融态的K2CO3为电解质，请写出该燃料电池正极的电极反应式 ；
（6）已知CO可用于制备很多物质：
ΔH＝+8.0kJ·mol－1
ΔH＝+90.4kJ·mol－1
ΔH＝-556.0kJ·mol－1
ΔH＝-483.6kJ·mol－1请写出
与
反应生成
热化学方程式 。 (14分)
含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。
（1）对于可逆反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) △H＜0，下列研究目的和图示相符的是
（填序号）
| 序号 | A | B | C | D |
| 目的 | 压强对平衡的影响 | 温度对转化率的影响 | 增加O2浓度对速率的影响 | 浓度对平衡常数的影响 |
| 图示 |  |  |  |  |
乙。（填“>”“<”或“="”" ）
（3）向2L的甲容器中充入2molSO2、1molO2，测得SO2的平衡转化率与温度的关系如下图所示。
Ⅰ.在T1温度下，反应进行到状态D时，v正 v逆。（填“>”“<”或“="”" ）
Ⅱ.T3温度下，平衡时测得反应放出的热量为Q1，在相同温度下若再向容器中通入2molSO2、1molO2，重新达到平衡，测得反应又放出热量Q2 。则下列说法中正确的是 。（填序号）
A．相同温度下新平衡时容器中的压强是原平衡时的两倍
B．Q2一定大于Q1
C．新平衡时SO2的转化率一定大于80%
（4）在甲容器中充入一定量的SO2和1.100molO2，在催化剂作用下加热，当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，此时测得气体压强为反应前的82.5%，则SO2的转化率为 。
（5）若用氢氧化钠溶液吸收SO2气体恰好得到酸式盐，已知该酸式盐溶液呈弱酸性，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。（用离子浓度符号表示）
（6）一定温度下，用水吸收SO2气体，若得到pH=5的H2SO3溶液，则溶液中亚硫酸氢根离子和亚硫酸根离子的物质的量浓度之比为 。（已知该温度下H2SO3的电离常数：Ka1=1.0×10-2mol/L，Ka2=6.0×10-3mol/L）
（12分）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO＋2CO 
2CO2＋N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表：
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(NO)/ mol·L-1 | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
| c(CO)/ mol·L-1 | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
（1）写出该反应的平衡常数表达式K= 。
（2）前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
（3）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的
0（填写“>”、“<”、“=”）。（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C．降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中，请在表格中填入剩余的实验条
件数据。
| 实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 mol·L-1 | CO初始浓度 mol·L-1 | 催化剂的比表面积 ㎡·g-1 |
| Ⅰ | 280 | 1.2×10-3 | 5.8×10-3 | 82 |
| Ⅱ | | | 5.8×10-3 | 124 |
| Ⅲ | 350 | 1.2×10-3 | | |
＋2H2O。
CH3OH(g)+H2O(g)能判断该反应已达化学反应限度标志的是 （填字母）。
CH3OH(g)；已知密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如右上图所示。钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。
请回答下列问题：
（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。
（3）制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因： 。
（4）由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于 ℃即可。
| | TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
| 熔点/℃ | －25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
| 沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
（5）由CO和H2合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。①已知该反应在300oC时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2mol CO、3mol H2和2mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中，此反应将 （填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6 mol甲醇，至少需额外补充H2 mol。