题目内容

（8分）（1）某温度时，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化曲线如下图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为：____________________________

（2） 用Z表示从0—2min内该反应的平均反应速率为    
____________________
（3） 某时刻t（t﹤5min）测得Y、Z两者的物质的量之比为
3:1，则X的转化率为_________
（4） 该条件下，能说明反应已达到平衡状态的是       
a．容器内z物质的量浓度为0.25mol/L
b．正反应和逆反应的速率都为0       
c．容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2
d．容器内X气体的体积分数不变  
e. 单位时间内消耗3a mol X，同时生成2a mol Z
（每空2分）（1）3X+Y2Z     （2）0.05mol·L-1·min-1
（3）30%              （4）a d

试题分析：（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到5min时，△n（X）=0.6mol，△n（Y）=0.2mol，△n（Z）=0.4mol，则△n（X）：△n（Y）：△n（Z）=3：1：2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的方程式为：3X+Y2Z；
（2）从0—2min内Z的物质的量变化为0.2mol，则浓度变化量为0.1mol/L，故反应速率为0.1mol/L÷2min=0.05mol·L-1·min-1；
（3）根据反应3X+Y2Z可列三段式如下：
3X+Y2Z
起始物质的量   1   1      0.1
变化物质的量   3x  x      2x
某时刻物质的量 1-3x 1-x     0.1+2x
故有：（1-x）：（0.1+2x）=3：1，解得x=0.1，故X的转化率为0.3/1 ×100%=30%；
（4）a．容器内z物质的量浓度为0.25mol/L，根据图示可知Z的浓度不再改变，故已达到平衡；b．正反应和逆反应的速率都为0，则反应停止，不是平衡状态；c．容器内X、Y、Z物质的量之比为1∶3∶2，不能说明是否不变，不一定平衡；d．容器内X气体的体积分数不变，说明已达平衡；e. 单位时间内消耗3a mol X，同时生成2a mol Z ，均为同一方向，不可说明是否平衡；故选ad。
练习册系列答案
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2014年初雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）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。据此判断：

①该反应在        能自发进行（填“高温下” 、“低温下” 或“任何温度下”）；
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)＝___________。
（2）煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
在恒压下，将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中，也可以发生化学反应：
CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH<0，提高NO2转化率的措施有     
A．增加原催化剂的表面积B．降低温度
C．减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]D．增大压强
（3）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生上述的两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图象如图所示：

从图中可以得出的结论是
结论一：在250℃-450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
推测原因是                                                             
结论二：                                                               
再体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100mol O2在催化剂作用下加热到600℃发生反应：当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气 体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是(          )
当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980g
达到平衡时，SO2的转化率是90%
磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池之一，其基本组成及反应原理如图所示。
下列说法不正确的是
A．该系统中只存在化学能和电能的相互转化
B．在移位反应器中，反应CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)（ΔH＞0），若温度越高，则v(CO)越大
C．改质器和移位反应器的作用是将CxHy转化为H2和CO2
D．该电池正极的电极反应为O2＋4H＋＋4e－=2H2O
(14分)以下是一些物质的熔沸点数据(常压)：
 
钾
钠
Na2CO3
金刚石
石墨
熔点(℃)
63.65
97.8
851
3550
3850
沸点(℃)
774
882.9
1850(分解产生CO2)
---
4250
金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应：
4Na(g)+3CO2(g)2Na2CO3(1)+C(s，金刚石)；△H＝-1080．9kJ／mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为        ；若4v正(Na)＝3v逆(CO2)，反应是否达到平衡        (选填“是”或“否”)。
(2)若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1860℃，若反应时间为10min，金属钠的物质的量减少了0．2mol，则10min里CO2的平均反应速率为               。
(3)高压下有利于金刚石的制备，理由                                  。
(4)由CO2(g)+4Na(g)＝2Na2O(s)+C(s，金刚石)  △H＝-357．5kJ／mol；则Na2O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na2CO3(1)的热化学方程式：                       。
(5)下图开关K接M时，石墨作       极，电极反应式为                     。当K接N一段时间后，测得有0.3mol电子转移，作出y随x变化的图象【x—代表n(H2O)消耗，y—代表n[Al(OH)3]，反应物足量，标明有关数据】
煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g)    ΔH1=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g)    ΔH2= -175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)
请回答下列问题：
（1）反应Ⅰ能自发进行的条件是           。
（2）对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应Ⅱ的Kp=       (用表达式表示)。
（3）假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是            。

（4）通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是            。
（5）图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有        。
A．向该反应体系中投入石灰石
B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C．提高CO的初始体积百分数
D．提高反应体系的温度
（6）恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且v1＞v2，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。
  
在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：

下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2)
、
(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。
(14分) （1）在恒温，容积为1 L恒容中，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1)，请回答下列问题：

①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：________________________________
______________________________________________________________________。
②ΔH2＝__________kJ·mol－1。
③在相同条件下，充入1 mol SO3和0.5 mol的O2，则达到平衡时SO3的转化率为______________；此时该反应________(填“放出”或“吸收”)________kJ的能量。
（2）中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。
①有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是________(填序号)。
A．电解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑
B．高温使水分解制氢：2H2O(g)2H2＋O2
C．太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑
D．天然气制氢：CH4＋H2O(g)CO＋3H2
②CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1，测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图2所示。从3 min到9 min，v(H2)＝________mol·L－1·min－1。

③能说明上述反应达到平衡状态的是________(填编号)。
A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即
图中交叉点)
B．混合气体的密度不随时间的变化而变化
C．单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变
（3）工业上，CH3OH也可由CO和H2合成。参考合成反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数。下列说法正确的是________。
温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10－2
2.4×10－4
1×10－5
A．该反应正反应是放热反应
B．该反应在低温下不能自发进行，高温下可自发进行，说明该反应ΔS<0
C．在T ℃时，1 L密闭容器中，投入0.1 mol CO和0.2 mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则此时的平衡常数为100
D．工业上采用稍高的压强(5 MPa)和250 ℃，是因为此条件下，原料气转化率最高

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