水煤气变换是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

1. 水煤气变换 $\text{[math]}$ 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ 由曾做过下列实验：①使纯 $\text{[math]}$ 缓慢地通过处于 $\text{[math]}$ 下的过量氧化钴 $\text{[math]}$ ，氧化钴部分被还原为金属钴 $\text{[math]}$ ，平衡后气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用 $\text{[math]}$ 还原 $\text{[math]}$ ，平衡后气体中 $\text{[math]}$ 的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 的倾向是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“大于”或“小于”)。

(2) $\text{[math]}$ 时，在密闭容器中将等物质的量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 $\text{[math]}$ 比的物质的量分数为_______(填标号)。

A． $\text{[math]}$ B.0.25 C． $\text{[math]}$ D.0.50 E． $\text{[math]}$

(3) $\text{[math]}$ 研究了 $\text{[math]}$ 时水煤气变换中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 相等、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 相等。

计算曲线a的反应在 $\text{[math]}$ 内的平均速率 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 的曲线是。 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 随时间变化关系的曲线是。

【考点】

化学平衡转化过程中的变化曲线; 化学反应速率与化学平衡的综合应用; 化学反应速率和化学计量数的关系;

【答案】

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综合题困难

1. 化石燃料的燃烧与汽车尾气产生的碳氧化物和氨氧化物都是常见的大气污染物，废气处理对于环境保护至关重要。

(1) I．为了净化汽车尾气，目前工业上采用 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在催化剂的作用

下反应转化为无害气体，反应为： $\text{[math]}$

已知： $\text{[math]}$

$\text{[math]}$

计算反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ；若该反应的熵变为 $\text{[math]}$ ，则该反应在室温( $\text{[math]}$ )时(填“能”或“不能”)自发进行。

(2) 若一定量的 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 $\text{[math]}$ 时刻时达到平衡状态的是。(填序号)

(3) 已知 $\text{[math]}$ 的反应速率满足：

$\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 为速率常数，只与温度有关)

在体积为 $\text{[math]}$ 的恒温恒容容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，反应达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率为60%，则 $\text{[math]}$ (保留2位有效数字)。

(4) II．工业上还可以用 $\text{[math]}$ 处理大气污染物 $\text{[math]}$ ，反应为 $\text{[math]}$ 。

在 $\text{[math]}$ 作用下上述反应过程的能量变化情况如图所示。

该反应的决速步骤是反应(填“I”或“II”)。

(5) 在总压为 $\text{[math]}$ 的恒容密闭容器中，充入一定量的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 发生上述反应，在不同条件下达到平衡时， $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ (恒温时)的变化曲线和 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ )的变化曲线分别如图所示：

①表示 $\text{[math]}$ 的转化率随 $\text{[math]}$ 变化的曲线为曲线(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

② $\text{[math]}$ 时，该反应的化学平衡常数 $\text{[math]}$ 。

综合题普通

2. 科学家正在研究利用催化技术将尾气中的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 转变成 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，化学方程式如下： $\text{[math]}$ 。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 浓度如表：

时间 $\text{[math]}$	0	1	2	3	4	5
$\text{[math]}$	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
$\text{[math]}$	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

(1) 请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：

①前 $\text{[math]}$ 内的平均反应速率 $\text{[math]}$ 。

②假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高 $\text{[math]}$ 转化率的是。

A．选用更有效的催化剂 B．升高反应体系的温度

C．降低反应体系的温度 D．缩小容器的体积

(2) 已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

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

①则反应 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②一定条件下，将NO₂与SO₂以体积比1：2置于密闭容器中发生上述反应，测得上述反应平衡时 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 体积比为 $\text{[math]}$ ，则平衡常数 $\text{[math]}$ 。

(3) 如图是一种用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 脱除烟气中 $\text{[math]}$ 的原理，该原理中 $\text{[math]}$ 最终转化为 $\text{[math]}$ 和(填化学式)，当消耗 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 时，除去的 $\text{[math]}$ 在标准状况下的体积为 $\text{[math]}$ 。

综合题普通

I．合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。

（1）已知：在一定条件下，理论上消耗 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 放出 $\text{[math]}$ 的热量，请书写该反应的热化学方程式：________。

（2）在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应，下列能说明该反应已达到平衡状态的是____。

A. 容器内 $\text{[math]}$ 的浓度之比为 $\text{[math]}$	B. $\text{[math]}$
C. 容器内压强保持不变	D. 混合气体的密度保持不变

（3）将 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 通入体积为 $\text{[math]}$ 的恒温恒容密闭容器中， $\text{[math]}$ 后达到化学平衡，测得 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$ ，这段时间内用 $\text{[math]}$ 的浓度变化表示的化学反应速率为________ $\text{[math]}$ 。