500℃时，在2L的密闭容器中，SO2和足量的O2在催化剂的条件下发生反应：2SO2+O22SO3。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。回答下列问题。

1. 500℃时，在2L的密闭容器中，SO₂和足量的O₂在催化剂的条件下发生反应：2SO₂+O₂ $\text{[math]}$ 2SO₃。SO₂和SO₃的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。回答下列问题。

(1) 在前5min内，以SO₂的浓度变化表示的化学反应速率是mol/(L·min)。加快反应速率的措施有(至少提出两条)。

(2) 该反应在(填2或5)min达到限度。

(3) 反应达到平衡状态的依据是____。 A. 单位时间内消耗1molSO₂ ，同时生成1molSO₃ B. SO₂的浓度与SO₃浓度相等 C. SO₂的浓度与SO₃浓度均不再变化

(4) 用微观示意图的形式表示上述反应：。

【考点】

化学反应速率的影响因素; 化学平衡状态的判断; 化学平衡转化过程中的变化曲线;

【答案】

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综合题困难

1. 回答下列问题。

(1) 恒温下，在体积为1密闭容器中充入3molCO₂(g)和9molH₂(g)，发生反应 $\text{[math]}$ ，测得CO₂(g)、 $\text{[math]}$ (g)的物质的量随时间变化如图所示。

①a点的正反应速率(填>、<或=)b点的逆反应速率。

②反应达到平衡状态时，此时的压强与起始的压强之比为。

③上述反应体系达到平衡状态的判断依据是。

A．容器内CO₂和H₂的物质的量之比不变

B．体系压强不变

C．容器内气体的密度不变

D．容器内气体的平均相对分子质量不变

(2) 工业上合成氨气时需使用催化剂降低能耗，我国科学家提出使用M-LiH复合催化剂。相同条件下，不同催化剂的催化效果如图1所示，氨气的产率随时间变化如图2所示，350℃用Cr-LiH作催化剂对应的曲线是(填“a”、“b”或“c”)

(3) 已知：25℃、101kPa时，

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ/mol

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ/mol

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ kJ/mol

则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(4) “乙醇燃料电池”的工作原理为 $\text{[math]}$ ，装置如图所示：

在该电池中H⁺的移动方向为由(填“A到B”或“B到A”)，写出A电极的电极反应式：。

综合题普通

2. 碳及其化合物在生产、生活中有广泛的应用，按要求回答下列问题：

(1)如图是将碳棒和锌片通过导线相连，置于稀硫酸中。

①该装置工作时，溶液中的 $\text{[math]}$ 向极(填“C”或“Zn”)移动；电子沿导线流入极(填“C”或“Zn”)

②写出该电池的总反应式：。

③若电路中有1mol电子发生了转移，则正极产生L气体(标准状况下)。

(2) $\text{[math]}$ 可通过反应 $\text{[math]}$ 转化成有机物实现碳循环。一定条件下，在体积为1L的密闭容器中，充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的浓度随时间变化如图所示。

①下列可以表明该反应达到化学平衡状态的是。

a.气体密度不再改变 b.气体压强不再改变

c. $\text{[math]}$ 的浓度不再改变 d.单位时间消耗 $\text{[math]}$ 的同时，消耗 $\text{[math]}$

②为了提高该反应的速率，除了采用合适的催化剂之外，还可以采取的措施是(填一项即可)。

③从0min到3min内， $\text{[math]}$ mol(L·min)。

④平衡时混合气体中 $\text{[math]}$ 的体积分数是。

综合题普通

3. 工业合成氨技术开创了人工固氮的重要途径，但能耗高、碳排放量大。开发温和条件下合成氨的新工艺意义重大。

(1) 氮的固定有以下常见方式：

生物固氮： $\text{[math]}$ 。

工业合成氨： $\text{[math]}$ 。

通过雷电固氮：。(写出反应方程式)

(2) 断开氮分子中的 $\text{[math]}$ 键，需要能量(填“吸收”或“释放”)。

(3) 已知高温不利于提高工业合成氨中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率。

①生产中依然选择高温合成氨，目的是。

②针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了采用 $\text{[math]}$ (M表示金属)复合催化剂的解决方案。做对比实验，测得反应速率如下图所示。

资料：用单位时间内每克催化剂所获得的 $\text{[math]}$ 的物质的量表示反应速率

a．无 $\text{[math]}$ ，催化效率最高的金属是。

b．有 $\text{[math]}$ ，反应速率明显增大。文献报道了 $\text{[math]}$ 可能的催化过程如下：

i． $\text{[math]}$ (在M表面解离)

ii． $\text{[math]}$

iii．。

在较低压强、较低温度下合成了 $\text{[math]}$ ，这是合成氨反应研究中的重要突破。

(4) 最近，我国科研人员报道了一种氯化镁循环法，可进一步降低能耗。该方法的总反应为： $\text{[math]}$ 。转化关系如下：

①A是。

②科研人员将X与 $\text{[math]}$ 混合反应，证实了氮化镁中氮元素能转化为氨。不考虑其他副反应，产物中 $\text{[math]}$ 。

(5) $\text{[math]}$ 可用于电化学气敏传感器，工作原理如图所示，回答下列问题：

①溶液中 $\text{[math]}$ 往 $\text{[math]}$ 电极(填“a”或“b”)移动。

② $\text{[math]}$ 电极b的电极反应式为。

③该传感器在工作过程中 $\text{[math]}$ 电极(a)周围溶液 $\text{[math]}$ (填“增大”、“减小”或“不变”)。

④该传感器反应消耗的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的物质的量之比为。

综合题普通