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    2012年8月24日，武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下，合成氨工业原料气H2制备涉及下面的两个反应：
    C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；
    CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)。
    (1)判断反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
    A．容器内压强不变          B．混合气体中c(CO)不变
    C．v正(H2)＝v逆(H2O)  D．c(CO2)＝c(CO)
    (2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g)，发生反应：3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，ΔH＜0，测得压强－时间图像如图甲，测得p2＝0.6p1，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻(t1)若仅改变一种条件，得到如乙图像。

    ①若图中c＝1.6 mol，则改变的条件是________(填字母)；
    ②若图中c＜1.6 mol，则改变的条件是__________(填字母)；此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
    A．升温　　　B．降温　　　C．加压　　　D．减压　　　E．加催化剂
    (3)如(2)题中图甲，平衡时氢气的转化率为________。

    (4)工业上可利用如下反应：H2O (g)＋CH4 (g)  CO(g)＋3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。

    (1)BC　(2) ①E　②A　减小
    (3)80%　(4)0.025 mol/(L·s)

    解析

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)?131.4 kJ。
    （1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，用H2O表示0～5miin的平均反应速率为_________________________。
    （2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。
    a．v正 (C)= v逆(H2O)   b．容器中CO的体积分数保持不变
    c．c(H2)=c(CO)        d．炭的质量保持不变
    （3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

    ①缩小容器体积，t2时到达平衡(用实线表示)；
    ②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡(用虚线表示)。
    （4）在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯：
    ①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)   ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)
    ①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是                                。

    ②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯        kg。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    （14分）I．已知：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)  ΔH
    一定温度下，在1.0 L密闭容器中放入1 mol C（s）、1 mol H2O(g)进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：

    时间t/h
    		0
    		1
    		2
    		4
    		8
    		16
    		20
    		25
    		30
    总压强p/100 kPa
    		4.56
    		5.14
    		5.87
    		6.30
    		7.24
    		8.16
    		8.18
    		8.20
    		8.20
    回答下列问题：
    （1）下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态      。
    A．混合气体的密度不再发生改变      B．消耗1 mol H2O（g）的同时生成1 mol H2
    C．ΔH不变                         D．v正(CO) = v逆(H2)
    （2）由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总，n总＝____ mol；由表中数据计算反应达平衡时，反应物H2O(g)的转化率α =_____（精确到小数点后第二位）。
    Ⅱ．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
    （1）已知25℃时：xSO2 (g)＋2xCO(g)＝2xCO2 (g)＋Sx (s)     ΔH＝ax kJ/mol     ①
    2xCOS(g)＋xSO2 (g)＝2xCO2 (g)＋3Sx (s)   ΔH＝bx kJ/mol。    ②
    则反应COS(g)生成CO(g)、Sx (s)的热化学方程式是                            。
    （2）向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS?、S2?的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如图所示（忽略滴加过程H2S气体的逸出）。试分析：

    ①B曲线代表      分数变化(用微粒符号表示)；滴加过程中，溶液中一定成立：
    c(Na+)=                               。
    ②M点，溶液中主要涉及的离子方程式                             。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    (14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
    （1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表：

    物质
    		CH4
    		CO2
    		CO
    		H2
    体积分数
    		0.1
    		0.1
    		0.4
    		0.4
    ①此温度下该反应的平衡常数K=           。
    ②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol－1
    CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H="2.8" kJ·mol－1
    2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol－1
    反应CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H＝              ；
    ③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1～t2℃时，温度升高而CO的生成速率降低的原因是                                   ；
    （?代表CO的生成速率，■代表催化剂的催化效率）
    ④为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是                     ；
    ⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2，则上述平衡向          (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
    （2）以CO2为原料可以合成多种物质。
    ①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成，写出其结构简式：                    ；
    ②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为      。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    （16分）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)              △H1
    ②IO－(aq)+H+(aq)HOI(aq)   △H2
    ③HOI(aq)+ I－(aq)+ H+(aq)I2(aq)+H2O(l)    △H3
    总反应的化学方程式为______，其反应△H=______。
    （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+对氧化I－反应的影响（反应体系如图13），某研究小组测定两组实验中I3－浓度和体系pH，结果见图14和下表。
      

    编号
    		反应物
    		反应前pH
    		反应后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13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18s后，I3－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14，计算3～18s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）。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题

    氮的固定有三种途径：生物固氮、自然固氮和工业固氮。根据最新“人工固氮”的研究报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间1 h)：

    T/K
    		303
    		313
    		323
    		353
    NH3生成量/(10－6 mol)
    		4.8
    		5.9
    		6.0
    		2.0
    相应的化学方程式：2N2(g)＋6H2O(l) 4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝a kJ·mol－1
    回答下列问题：
    (1)此合成反应的a________0；ΔS________0，(填“＞”、“＜”或“＝”)
    (2)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol－1
    2H2(g)＋O2(g) ===2H2O(l)　   ΔH ＝－571.6 kJ·mol－1
    则2N2(g)＋6H2O(l)===4NH3(g)＋3O2 (g)　ΔH＝________kJ·mol－1
    (3)从323 K到353 K，氨气的生成量减少的可能原因_________________；
    (4)工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 .4 kJ·mol－1，分别研究在T1、T2和T3(T1<T2<T3)三种温度下合成氨气的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和N2的起始组成比(起始时N2的物质的量均为1 mol)与N2平衡转化率的关系。请回答：

    ①在上述三种温度中，曲线X对应的温度是________。
    ②a、b、c三点H2的转化率最小的是________点、转化率最大的是________点。
    ③在容积为1.0 L的密闭容器中充入0.30 mol N2(g)和0.80 mol H2(g)，反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为4/7。该条件下反应2NH3(g)  N2(g)＋3H2(g)的平衡常数为________ 。

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    科目：高中化学 来源： 题型：问答题


    利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤，已知
    SO2（g）＋O2（g） SO3（g）△H＝－98 kJ·mol－1。
    （1）某温度下该反应的平衡常数K＝，若在此温度下，向100 L的恒容密闭容器中，充入3.0 mol
    SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g)，则反应开始时v正        v逆（填“＜”、“＞”或“＝”）。
    （2）一定温度下，向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2，达到平衡后体积变为1.6 L，则SO2的平衡转化率为       。
    （3）在（2）中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是     （填字母）。
    A保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O2
    B保持温度和容器内压强不变，充入1.0 mol SO3
    C降低温度
    D移动活塞压缩气体
    （4）若以右图所示装置，用电化学原理生产硫酸，写出通入O2电极的电极反应式为         。

    （5）为稳定持续生产，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入SO2和水的质量比为       。

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    科目：高中化学 来源： 题型：计算题

    已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g)＋H2O (g)CO2(g)＋H2(g) ，800℃时，在容积为2.0L的密闭容器中充入2.0mol CO(g)和3.0mol H2O(g)，保持温度不变，4 min后反应达到平衡，测得CO的转化率为60%。
    （1）求4 min内H2的平均化学反应速率。
    （2）计算800℃时该反应的平衡常数。
    （3）427℃时该反应的化学平衡常数为9.4，请结合（2）中的计算结果判断该反应的ΔH       0（填“＞”、“＜”或“＝” ）。

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    (15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
    （1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式                             
    （2）已知：
    甲醇脱水反应①2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)?△H1＝－23.9KJ·mol－1
    甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)＝C2H4 (g)＋2H2O(g)? △H2＝－29.1KJ·mol－1
    乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)＝CH3OCH3(g))? △H3＝+50.7KJ·mol－1
    则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的?△H＝                   KJ·mol－1
    与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是：             。
    （3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)

    ①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K＝               (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
    ②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为：                 ，理由是：                      
    ③气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃，压强6．9MPa，n(H2O)︰n(C2H4)=0．6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有：               、                    。

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