题目内容
将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为2 L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如图1所示。
请回答：
(1)图l中，曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2浓度随时间的变化情况；前10 min内v(NO2)＝________mol/(L·min)。
(2)下列选项中不能说明该反应已达到平衡状态的是________(填选项字母)。
| A．容器内混合气体的压强不随时间变化而改变 |
| B．容器内混合气体的密度不随时间变化而改变 |
| C．容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变 |
| D．容器内混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化 |
(4)反应进行到20 min时，再向容器内充入一定量NO2,10 min后达到新的平衡，此时测得c(NO2)＝0.9 mol/L。
①第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为ω1，达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为ω2，则ω1________ω2(填“>”、“＝”或“<”)；
②请在图2中画出20 min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和“Y”)。
(1)X 0.04 (2)B
(3)N2O4(g) 
2NO(g) ΔH＝＋56.9kJ/mol 0.9
(4)①> ②
注：每条曲线包括起点、终点、“X”和“Y”标注等。
解析
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。
在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)
pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
| 物质 时间 | X | Y | Z | Q |
| 起始/mol | 0.7 | | 1 | |
| 2 min末/mol | 0.8 | 2.7 | 0.8 | 2.7 |
| 3 min末/mol | | | 0.8 | |
已知2 min内v(Q)="0.075" mol·L-1·min-1,,
(1)试确定以下物质的相关量:
起始时n(Y)= ,n(Q)= 。
(2)方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率 。
哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中，在一定条件下反应的有关数据为：
| 项目 | H2 | N2 | NH3 |
| 起始时 | 5 mol·L－1 | 3 mol·L－1 | 0 |
| 2 s末 | 2 mol·L－1 | | |
(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H2)＝__________。若此时已达平衡，则可求得平衡常数为__________。
(2)下图表示合成NH3反应在时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图，则在下列达到化学平衡的时间段中，化学平衡常数最大的一段时间是__________。
①t0→t1 ②t2→t3 ③t3→t4 ④t5→t6
若t1时改变的条件是升高温度，则说明合成NH3反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
2C(g)＋2D(g) ΔH＝Q,2 min末达到平衡，生成0.8 mol D。
mol。若使平衡时各物质的物质的量浓度与原平衡相同，则还应该加入B________mol。已知CO2(g)＋H2(g) 
CO(g)＋H2O(g)的平衡常数随温度变化如下表：
| t/℃ | 700 | 800 | 850 | 1 000 | 1 200 |
| K | 2.6 | 1.7 | 1.0 | 0.9 | 0.6 |
请回答下列问题：
(1)上述正向反应是________反应(选填“放热”或“吸热”)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________。(填编号)
A．容器中压强不变
B．c(CO2)＝c(CO)
C．生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．混合气体的密度不变
(3)在850 ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器中，其中向正反应方向进行的有________(选填A、B、C、D、E)。
| | A | B | C | D | E |
| n(CO2) | 3 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| n(H2) | 2 | 1 | 0 | 1 | 2 |
| n(CO) | 1 | 2 | 3 | 0.5 | 3 |
| n(H2O) | 5 | 2 | 3 | 2 | 1 |
(4)在850 ℃时，可逆反应：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，在该容器内各物质的浓度变化如下：
| 时间 /min | CO2 (mol·L－1) | H2 (mol·L－1) | CO (mol·L－1) | H2O (mol·L－1) |
| 0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
| 2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
| 3 | c1 | c2 | c3 | c3 |
| 4 | c1 | c2 | c3 | c3 |
则3 min～4 min平衡后c3＝________mol·L－1，CO2的转化率为________。
（1）在固定体积的密闭容器中通入N2和H2，下列能说明达到平衡的是________。
| A．3v（N2）＝v（H2） |
| B．断裂1个N≡N的同时断裂6个N—H |
| C．N2、H2、NH3的物质的量之比是1∶3∶2 |
| D．容器内气体的压强不变 |
F．气体的平均相对分子质量不变
（2）在2 L的密闭容器中通入2 mol N2、8 mol H2，5 min时达到平衡，测得NH3的物质的量是2 mol，则平衡时c（H2）＝______________。
大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
（1）O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I－（aq）＋O3（g）=IO－（aq）＋O2（g）ΔH1
②IO－（aq）＋H＋（g）=HOI（aq）ΔH2
③HOI（aq）＋I－（aq）＋H＋（aq）=I2（aq）＋H2O（l）ΔH3
总反应的化学方程式为_________________________________，
其反应热ΔH＝______________。
（2）在溶液中存在化学平衡：I2（aq）＋I－（aq） 
I3-（aq），其平衡常数表达式为________。
（3）为探究Fe2＋对O3氧化I－反应的影响（反应体系如图1），某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH，结果见图2和下表。
| 编号 | 反应物 | 反应前pH | 反应前pH |
| 第1组 | O3＋I－ | 5.2 | 11.0 |
| 第2组 | O3＋I－＋Fe2＋ | 5.2 | 4.1 |
①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是______________。
②图1中的A为________。由Fe3＋生成A的过程能显著提高I－的转化率，原因是____________________。
③第2组实验进行18 s后，I3-浓度下降。导致下降的直接原因有（双选）________。
A．c（H＋）减小
B．c（I－）减小
C．I2（g）不断生成
D．c（Fe3＋）增加
（4）据图2，计算3～18 s内第2组实验中生成I3-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。
运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）硫酸生产过程中2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示，根据下图回答下列问题：
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0（填“>”或“<”），
②一定条件下，将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是 。
| A．体系的密度不发生变化 | B．SO2与SO3的体积比保持不变 |
| C．体系中硫元素的质量百分含量不再变化 | D．单位时间内转移4 mol 电子，同时消耗2 mol SO3 |
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
图1 图2 图3
①该反应的平衡常数表达式为 ，升高温度，平衡常数 （填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是 点，温度T1 T2（填“>”或“=”或“<”）
（3）若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈 性，所得溶液中c(H+)- c(OH－)= （填写表达式）（已知：H2SO3：Ka1=1．7×10－2，Ka2=6．0×10－8，NH3·H2O：Kb=1．8×10－5）