、硫酸等含硫物质均是重要的化学原料。回答下列小题：

1. $\text{[math]}$ 、硫酸等含硫物质均是重要的化学原料。回答下列小题：

(1) 热解 $\text{[math]}$ 制 $\text{[math]}$ 的反应分如下两步：

i． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

ii． $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

①反应i能自发进行的反应条件是（高温或低温）。

②假设在某温度下反应i达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，该温度下平衡常数 $\text{[math]}$ ；达平衡后，其他条件不变，把容器的容积减小到原来的 $\text{[math]}$ 时，结合题中浓度数据用Q与K的大小关系解释平衡移动方向及其理由。

(2) $\text{[math]}$ 生物转化与利用

①先将 $\text{[math]}$ 通入 $\text{[math]}$ 溶液中，产生淡黄色沉淀和浅绿色溶液（已知FeS是黑色难溶物）。写出该反应的离子方程式：。

②再在硫杆菌存在下通入 $\text{[math]}$ ，在硫杆菌存在下 $\text{[math]}$ 被氧化的速率是无菌时的 $\text{[math]}$ 倍。

i．硫杆菌的作用是。

ii．由下图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为。

iii．若反应温度过高，反应速率下降，其原因是。

【考点】

焓变和熵变; 化学平衡常数; 化学反应速率的影响因素;

【答案】

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综合题普通

1. 水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。

水煤气变换反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

该反应分两步完成：

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

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

请回答：

(1) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(2) 恒定总压 $\text{[math]}$ 和水碳比[ $\text{[math]}$ ]投料，在不同条件下达到平衡时 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
条件1	0.40	0.40	0
条件2	0.42	0.36	0.02

①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

②对比条件1，条件2中 $\text{[math]}$ 产率下降是因为发生了一个不涉及 $\text{[math]}$ 的副反应，写出该反应方程式。

(3) 下列说法正确的是______。 A. 通入反应器的原料气中应避免混入 $\text{[math]}$ B. 恒定水碳比 $\text{[math]}$ ，增加体系总压可提高 $\text{[math]}$ 的平衡产率 C. 通入过量的水蒸气可防止 $\text{[math]}$ 被进一步还原为 $\text{[math]}$ D. 通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率

(4) 水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。

①在催化剂活性温度范围内，图2中b-c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是。

A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热

②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出 $\text{[math]}$ 平衡转化率随温度变化的曲线。

(5) 在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是。

综合题普通

2. 工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨： $\text{[math]}$ ，实现了人工固氮。

(1) 该反应的化学平衡常数表达式为。

(2) 测得在一定条件下氨的平衡含量如下表。

温度/℃	压强/MPa	氨的平衡含量
200	10	81.5%
550	10	8.25%

①该反应为放热反应，结合表中数据说明理由。

②哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是。

(3) 某温度下，将N₂和H₂按一定比例充入1L恒容容器中，平衡后测得数据如下表：

	N₂	H₂	NH₃
平衡时各物质的物质的量/(mol)	1.00	3.00	1.00

①此条件下H₂的平衡转化率=。(保留一位小数)

②若平衡后，再向平衡体系中加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，此时反应向方向(填“正反应”或“逆反应”)，结合计算说明理由：。

(4) 合成氨生产流程示意图如下。

①流程中，有利于提高原料利用率的措施是；有利于提高单位时间内氨的产率的措施有。(每空至少答出两点)

②“干燥净化”中，有一步操作是用铜氨液除去原料气中的CO，其反应为： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。对吸收CO后的铜氨废液应该怎样处理？请提出你的建议：。

(5) 实验室研究是工业生产的基石。下图中的实验数据是在其他条件不变时，不同温度(200℃、400℃、600℃)、压强下，平衡混合物中NH₃的物质的量分数的变化情况。

①曲线a对应的温度是。

②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是。

综合题普通

3. 工业上，可以用 $\text{[math]}$ 还原NO，发生反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

(1) 研究发现，总反应分两步进行：① $\text{[math]}$ ；② $\text{[math]}$ 。相对能量与反应历程如图所示。

加入催化剂，可降低(填序号)反应的活化能。

(2) 已知共价键的键能：

共价键	N=O	H—H	$\text{[math]}$	H—O
键能 $\text{[math]}$	607	436	946	463

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

(3) $\text{[math]}$ 的速率方程为 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为速率常数，只与温度、催化剂有关)。一定温度下，不同初始浓度与正反应速率关系相关数据如下表。

实验	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
a	0.1	0.1	v
b	0.2	0.1	$\text{[math]}$
c	0.1	0.2	$\text{[math]}$
d	0.2	x	$\text{[math]}$

① $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

②已知：速率常数(k)与活化能( $\text{[math]}$ )、温度(T)的关系式为 $\text{[math]}$ (R为常数)。总反应在催化剂Cat1、Cat2作用下， $\text{[math]}$ 与T关系如图所示。相同条件下，催化效能较高的是，简述理由：。

(4) 体积均为 $\text{[math]}$ 的甲、乙反应器中都充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，发生上述反应。测得 $\text{[math]}$ 的物质的量与反应时间的关系如图所示。

仅一个条件不同，相对于甲、乙改变的条件是。甲条件下平衡常数 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

综合题普通