CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2 ， S8受热分解成气态S2 ，发生反应，回答下列问题：

1. CS₂是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S₈)与CH₄为原料制备CS₂ ， S₈受热分解成气态S₂ ，发生反应 $\text{[math]}$ ，回答下列问题：

(1) CH₄的电子式为，CS₂分子的立体构型为。

(2) 某温度下，若S₈完全分解成气态S₂。在恒温密闭容器中，S₂与CH₄物质的量比为2∶1时开始反应。

①当CS₂的体积分数为10%时，CH₄的转化率为。

②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是(填序号)。

a．气体密度b．气体总压c．CH₄与S₂体积比d．CS₂的体积分数

(3) 一定条件下，CH₄与S₂反应中CH₄的平衡转化率、S₈分解产生S₂的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS₂的反应为(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是。

(4) 用燃煤废气(含N₂、O₂、SO₂、CO₂、H₂O、NO_x等)使尾气中的H₂S转化为单后硫S，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式。

【考点】

化学反应速率与化学平衡的综合应用; 电子式、化学式或化学符号及名称的综合;

【答案】

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综合题普通

1. 近几年经济发展迅速，汽车数量越来越多，在方便我们的工作和生活的同时，也带来了严重的环境问题，为了消除汽车尾气对大气环境和人体健康造成的影响，科学家们想了很多处理尾气的方法。

(1) 活性炭可用于处理汽车尾气中的NO，有关反应为C(s)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋CO₂(g)。

①判断该反应达到平衡的标志为。(填标号)

A．容器内气体的物质的量恒定 B．NO、N₂、CO₂的物质的量之比为2：1：1

C．v_正(NO)=2v_逆(CO₂) D．容器内气体密度恒定

②某温度时，向4L体积恒定的密闭容器中充入一定量N₂和CO₂发生反应：N₂(g)＋CO₂(g) $\text{[math]}$ C(s)＋2NO(g)；其中CO₂、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：

a.图中A点v_正v_逆(填“>”“<”或“=”)。

b.0～20min内的N₂平均反应速率v=；在此过程中，气体的平均相对分子质量 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

c.第20min时，外界改变的条件可能是。

(2) CO可以与NO₂反应：4CO(g)＋2NO₂(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋4CO₂(g)，如图为该反应中CO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的图像，根据图像分析：△H0(填“>”或“<”，下同)；p₁p₂_。

(3) 在汽车排气管上安装催化转化器可以有效降低汽车尾气中的NO和CO，反应方程式为：2CO(g)＋2NO(g) $\text{[math]}$ N₂(g)＋2CO₂(g)，若在密闭的容积不变的容器中进行该反应，起始加入的CO和NO的物质的量之比为3：2，起始压强为p，达到平衡时总压强为起始压强的85%，则该反应的化学平衡常数K_p=。(K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×某物质的物质的量分数)

综合题普通

2. 利用制取生物柴油的副产物甘油可重整制氢，通入一定量的水蒸气，经一系列反应可获得 $\text{[math]}$ 、CO、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等组成气体，通过调整反应的组成和条件可提高 $\text{[math]}$ 产率。请回答：

(1) 制氢的几个主要反应如下：

反应1： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应2： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应3： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

反应4： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①计算 $\text{[math]}$ 并判断该反应的自发性。

②温度控制不当，气相产物之间会发生积碳副反应如下：

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

从而影响氢气产率。若仅考虑积碳副反应，一定温度下，测得在1.0MPa恒压反应体系中组分的分压(即组分的物质的量分数×总压)。达平衡时， $\text{[math]}$ ，则平衡常数 $\text{[math]}$ 。

③生产过程中，为减小积碳对氢气产率及催化剂的影响，下列措施合适的是。

A．通入过量的氧气 B．通入适量的水蒸气 C．选择合适的催化剂 D．加压

④上述各反应达平衡时，体系中各物质的摩尔分数(物质的量分数)受温度的影响如图所示，请结合图像解释在图示温度范围内随着温度升高 $\text{[math]}$ 的摩尔分数先迅速上升后缓慢下降的原因是。

(2) 反应2的一种催化机理是生成中间体甲酸，此时甲酸在金属氧化物催化剂表面的催化机理如图所示：

若想尽可能进行路径1，则选择的氧化物M-O键结合力应较(填“强”或“弱”)；请补充完整反应的历程：(*表示吸附态)

…… $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ +；； $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$

综合题普通

3. 已知：4HBr(g)+O₂(g)⇌2H₂O(g)+2Br₂(g)ΔH。v_正=k_正c^a(HBr)·c^b(O₂)，v_逆=k_逆c^c<(H₂O)·c^d(Br₂)(v_正为正反应速率，v_逆为逆反应速率，k_正为正反应速率常数，k_逆是逆反应速率常数，只与温度和催化剂有关，与浓度和接触面积无关；a、b、c、d是反应级数，可取整数和分数)。

(1) 已知几种共价键键能数据如下所示：

共价键	H-Br	O=O	H-O	Br-Br
键能(kJ·mol^-1)	363	498	467	193

上述反应中，ΔH=kJ·mol^-1。

(2) 下列关于k_正和k_逆的说法正确的是____(填字母)。 A. 增大压强，k_正增大，k_逆减小 B. 升高温度，k_正和k_逆都增大 C. 加入催化剂，k_正和k_逆都增大 D. 增大接触面积，k_正和k_逆都减小

(3) 为了测定反应级数，设计实验，测定结果如表所示：

实验序号	c(HBr)/mol·L^-1	c(O₂)/mol·^L-1	正反应速率
1	0.1	0.1	v
2	0.1	0.2	2v
3	0.2	0.4	8v
4	0.4	x	32v

①x=，a=，b=。

②有人提出如下反应历程：

(I)HBr+O₂→HO-OBr(慢反应)

(II)HO-OBr+HBr→H₂O+BrOBr(较快反应)

(III)BrOBr+HBr→BrOH+Br₂(快反应)

(IV)BrOH+HBr→Br₂+H₂O(快反应)

活化能最大的反应是(填代号)。

(4) 在密闭容器中充入HBr和O₂ ，发生上述反应，在相同时间里，测得HBr的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高，三种不同压强下HBr的转化率趋向相等，其原因是。

(5) 在一定温度下，向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO₂(g)，测得起始的压强为10akPa，发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的 $\text{[math]}$ 。该温度下，平衡常数K_p=(kPa)^-1(用含a的代数式表示)。

(6) 常温下，如果将上述反应设计成酸性燃料电池，负极反应式为。

综合题普通