15分）运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）硫酸生产过程中2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，平衡混合体系中SO3 的百分含量和温度的关系如右图所示，根据下图回答下列问题：
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H__________0（填“>”或“<”），
②一定条件下，将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是 。
a．体系的密度不发生变化
b．SO2与SO3的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d．单位时间内转移4 mol 电子，同时消耗2 mol SO3
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①该反应的平衡常数表达式为 ，升高温度，平衡常数 （填“增大”或“减小”或“不变”）。
②由图2信息，计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是 点，温度T1 T2（填“>”或“=”或“<”）
（3）若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈 性，所得溶液中c（H+）－c（OH－）= （填写表达式）（已知：H2SO3：Ka1=1.7×10－2，Ka2=6.0×10－8，NH3·H2O：Kb=1.8×10－5）
(创新预测题)(1)在100 ℃恒温条件下将0.100 mol的N2O4充入体积为1 L的真空密闭容器中，发生反应：N2O4(g)
2NO2(g) ΔH＞0。隔一定时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：
| t/s c/(mol·L－1) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
| c(N2O4)/(mol·L－1) |
0.100 |
a |
0.5b |
0.4b |
|
|
| c(NO2)/(mol·L－1) |
0 |
0.060 |
b |
c1 |
c2 |
c3 |
请回答下列问题：
①表中a＝______，在0～20 s内N2O4的平均反应速率为_______mol·(L·s)－1。
②已知100 ℃时该反应的平衡常数为0.36，则表中b、c1、c2的大小关系为________，c3＝________mol·L－1，达到平衡时N2O4的转化率为_________________。
(2)室温下，把SiO2细粉放入蒸馏水中，不断搅拌，能形成H4SiO4溶液，反应原理如下：
SiO2(s)＋2H2O(l)H4SiO4(aq) ΔH
①写出该反应的化学平衡常数K的表达式：________________________________。
②实际上，在地球的深处，由于压强很大，固体、液体都会受到影响。在一定温度下，在10 000 m以下的地球深处，上述反应的方向是________(填“正方向”、“逆方向”或“不移动”)，理由是______________________________________。
2012年11月16日，5名男孩被发现死于贵州省毕节市七星关区街头垃圾箱内，经当地公安部门初步调查，5名男孩是因在垃圾箱内生火取暖导致CO中毒而死亡。
(1)CO中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白，反应的化学方程式可表示为CO＋HbO2
O2＋HbCO，实验表明，c(HbCO)即使只有c(HbO2)的
，也可造成人的智力损伤。已知t ℃时上述反应的平衡常数K＝200，吸入肺部O2的浓度约为1.0×10－2 mol·L－1，若使c(HbCO)小于c(HbO2)的，则吸入肺部CO的浓度不能超过______mol·L－1。
(2)有如下三个与CO相关的反应：
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g) ΔH＝Q1，平衡常数K1
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g) ΔH＝Q2，平衡常数为K2
H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝Q3，平衡常数为K3
在不同的温度下K1、K2、K3的数值如下：
| T/℃ |
K1 |
K2 |
K3 |
| 700 |
1.47 |
2.38 |
0.62 |
| 900 |
2.15 |
1.67 |
|
请回答下列问题：
①Q1、Q2、Q3的关系式：Q3＝________。
②K1、K2、K3的关系式：K3＝________，根据此关系式可计算出上表中900 ℃时，K3的数值为________(精确到小数点后两位)。可进一步推断反应H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)为________(填“放”或“吸”)热反应，Q3________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。③改变条件使可逆反应H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)已经建立的平衡逆向移动，可采取的措施有________。
A．缩小容器体积 B．降低温度
C．使用催化剂 D．设法增加H2O(g)的量
E．升高温度
(3)在一定条件下，使CO和O2的混合气体13 g充分反应，所得混合气体在常温下与足量的Na2O2固体反应，结果固体增重7 g，则原混合气体中CO的质量是________g。
在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：
A(g)
B(g)＋C(g) ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1
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 |
4.91 |
5.58 |
6.32 |
7.31 |
8.54 |
9.50 |
9.52 |
9.53 |
9.53 |
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为____________。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为______________。平衡时A的转化率为__________，列式并计算反应的平衡常数K__________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n(总)＝____ mol，n(A)＝________ mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。
| 反应时间t/h |
0 |
4 |
8 |
16 |
| c(A)/(mol·L－1) |
0.10 |
a |
0.026 |
0.006 5 |
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是________________________________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为__________ mol·L－1。
向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生反应：xA(g)＋2B(s)
yC(g) ΔH＜0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)用A的浓度变化表示该反应0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。
(2)根据图示可确定x∶y＝________。
(3)0～10 min容器内压强________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。
①减压 ②增大A的浓度 ③增大C的量 ④升温
⑤降温 ⑥加催化剂
(5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ的平衡常数为K2，则K1________K2(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(创新预测题)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋
O2(g)=H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋ O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_____________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图循环图
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是
_______________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点______________________________________________________
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