2021届高考化学二轮备考高频热点特训：化学反应原理综合大题(一)(解析版)

化学反应原理综合大题(一)

1.苯硫酚(C6H5—SH)是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上常用氯苯

(C6H5・C1)和硫化氢(HzS)反应来制备苯硫酚，但会有副产物苯(C6H6)生成。

1

LC6H5—Cl(g)+H2S(g)=C6H5-SH(g)+HCl(g)AHi=-16.8kJmor

II.C6H5—Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+1S8(g)AH2

o

反应II的烙变不易测量，现查表得如下数据；

1

HI.C6Hs—SH(g)=C6H6(g)+!S8(g)AH3=-29.0kJ-mol

o

请回答：(1)将一定量的C6H5—Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器

中，控制反应温度为T(假设只发生反应I),下列可以作为反应I达到平衡的判据

是o

A.气体的压强不变B.平衡常数不变

C.v正(H2S)=v逆(HC1)D.容器内气体密度不变

(2)反应II为不可逆反应，请简述理由

__________________________________________________________________O

(3)现将一定量的C6H5—C1和H2s置于一固定容积的容器中模拟工业生产

过程，在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度，得到图1和图2。

（R力IbS与GH3ro的起始物质的量之比）

①图1显示温度较低时c6H5—。浓度的增加程度大于c6H6的主要原因

②结合图1和图2,该模拟工业生产制备C6H5-C1的适宜条件为

③590℃时，C6H5—C1和H2s混合气体（体积比为2：5,总物质的量为amol）

在VL的固定容积中进行反应，达到平衡时，测得容器中C6H5—SH的物质的量

为5moLC6H6的物质的量为白moL则该温度下反应I的平衡常数为

714

（保留两位有效数字）。

④一定量的C6H5—C1和H2s在恒温恒容条件下发生反应，画出产物

C6H5—SH的物质的量浓度随时间变化的曲线图o

产物浓度

时间

【答案】（1）C（2）反应H的AH2=45.8kJ・moHvO,AS>0,说明其正反

应是自发反应，而逆反应为非自发反应，所以反应n为不可逆反应

2

⑶①反应I的活化能小于反应II的活化能，反应I的反应速率快于反应II,

相同时间内获得的产物的浓度自然反应I比反应II多

②温度590K,R=2.5左右(2・4~2.6都可以)(3)0.86

【解析】(1)反应I为：CHs—Cl(g)+H2s(g)=

1

C6H5.SH(g)+HCI(g)AHi=-16.8kJ-mor：A项，.反应前后气体分子总数不变，故

气体的压强不变，A不能作为平衡判据；B项，平衡常数只与温度有关，温度不

变平衡常数始终不变，故B不能作为平衡判据;C项,v正(H2S)=v逆(HC1)=v逆(H2S),

则速率相等，C能作为平衡判据；D项，气体质量守恒、体积固定，则容器内

气体密度始终不变，D不能作为平衡判据；则正确的是C；(2)按盖斯定律，反应

r1

11=反应I+反应印，则A//2=Afli+AW3=-45.8kJ-mol；反应II为不可逆反应，理

由为,反应II的AH2=・45.8kJ・mol“vO,AS>0,说明其正反应是自发反应，而逆

反应为非自发反应，所以反应II为不可逆反应；(3)①C6H5—C1由反应I生成，

C6H6由反应II生成，图1显示温度较低时C6H5—C1浓度的增加程度大于C6H6,

要找主要原因，只能找内因：反应I的活化能小于反应H的活化能，反应I的反

应速率快于反应H,相同时间内获得的产物的浓度自然反应I比反应II多；②结

合图1和图2的数据信息，该模拟工业生产制备C6H5—。的适宜条件为温度

590K,R=2.5左右；③590℃时，C6H5—C1和H2s混合气体(体积比为2：5,总

3

物质的量为amol)在VL的固定容积中进行反应，达到平衡时，测得容器中

C6H5—SH的物质的量为'mol,C6H6的物质的量为Rmol,则该温度下反应I的

平衡常数计算过程如下：C6H5—Cl(g)+H2S(g)C6H5・SH(g)+HCl(g)中各成分变

化的物质的量均为gmol,在反应C6H5—Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+1s8(g)

中，各成分变化的物质的量均为Rmol,开始时氯苯的总物质的量为9mol,硫

化氢总物质的量为ymol,达到平衡时，氯苯的物质的量为

(y-y-^)mol=Amol,硫化氢物质的量为/_>R)mol=|mol,根据化学平衡

a3a

常数的表达式，1<=中华=0.86.④根据图1和图2,随着反应的进行，苯硫

d.d

---------X--------

14V2V

酚的浓度先增加然后降低，处于平衡状态时不再变化，因此图像是

2.甲醇是重要的有机化工原料，利用CO2和H2在催化剂作用下合成甲

醇的主要反应为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH=-SSkJ*mol^请

回答：

(1)上述反应中的活化能及(正)瓦(逆)(填或"V")，该反应应选择

高效催化剂(填“高温”或“低温”)。

(2)若T/C时将6moic。2和8molH2充入2L密闭容器中发生上述反应,

初始压强为pokPa,测得H2的物质的量随时间变化如下图1中状态Io图中

4

数据A(l,6)代表在Imin时H?的物质的量是6mol。

①T/C时，该反应的平衡常数&=(对于气相反应，用某组分

B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作%,如

p(B)印・x(B),p为平衡总压强，x(B)为平衡体系中B的物质的量分数)。

②其他条件不变，仅改变某一条件后，测得H2的物质的量随时间变化如

图状态II、状态III所示。则状态III改变的条件可能是

③反应达到平衡后，保持其他条件不变，在ti时刻迅速将容器体积压缩

至1L,请在图2中画出力时刻后I?正(H2)的变化趋势图

⑶目前二氧化碳加氢合成甲醇常选用铜基催化剂(CuO/ZnO/AWh),在相

5

同氢碳比［n（H2）/n（CO2）］下，某研究小组对催化剂组分的不同配比（假设为Catl、

Cat2、Cat3）进行了对比研究，结果如图所示。

①催化效率最佳的催化剂是,工业生产中最佳温度是

②温度高于T4K时，以Cat2为催化剂，CO2转化率下降的原因可能是

【答案】（1）V低温

49245

⑵①加T（正也可）②升高温度

“oro

⑶①CatlT3②催化剂失活

【解析】(l)AH=Ea(正)定式逆)，CO2(g)+3H2(g)-CH3OH(g)+H2O(g)

AH=・58kJ・mol』，故上述反应中的活化能后（正）〈瓦（逆），该反应是懒减、放热

6

反应，按A//-7A5<0能自发反应，故能低温自发，应选择低温高效催化剂;

(2)①TJC时，状态I达到平衡时氢气的物质的量为2m01,则

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始(wo/)68

转化(〃/)26

平衡(mo/)42

n平=4mol+2mol+2mol+2mol=1Omol,九始=6mol+8mol=14mol,

加10

则外=学，化学平衡常数

p(H2Q)p(CH3OH)=(隔xp4'(

p(CO2).p\H2).，皿-j

P'Y=浮，所以Kp=F"；②从图象可知：I在8min达到平衡，III在5min达到

平衡，说明反应速率加快，可为升高温度，加催化剂，增大压强，平衡时氢气的

物质的量比I大，说明平衡逆向移动，该反应放热反应，升高温度，平衡逆向移

动，催化剂不影响平衡，该反应是个气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向

移动，故状态HI改变的条件可能是升高温度；③反应达到平衡后，保持其他条

件不变，在力时刻迅速将容器体积压缩至1L,则在力时刻，正逆反应速率变

大，但反应物浓度小于起始浓度，故比起始速率小，正大压强平衡正向移动，故

移动过程中正反应速率又有所减小，新平衡时速率比旧平衡时大，则u正(％)的

7

变化趋势图为:;(3)①由图知，催化效率最佳的催化剂是

Catl；T3和T4时二氧化碳转化率几乎一样，故工业生产中最佳温度是T3；②温

度高于T4K时，以Cat2为催化剂,CO2转化率下降明显,不同于Catl和Cat3,

主要原因应该是催化剂自身引起的，可能是催化剂失活。

3.研究有害气体的脱硝(除NOJ技术有积极的环保意义。汽车尾气是城市

空气污染源之一，其中主要污染物有NO和CO,一定条件下可发生反应:2NO(g)

+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)AH<()o

(1)T℃时，0.5molNO和0.5molCO在容积为500mL的恒温密闭容器中发

生反应，达到平衡状态时，体系压强与初始压强之比为7：8。

①TC时，该反应平衡常数Kc=0

②NO转化率a随时间变化曲线I如图所示，若起始投料为0.5molNO和

1.0molCO,请在下图中画出NO转化率随时间变化的曲线II。

③下列说法正确的是

8

A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

B.使用合适的催化剂可以提高NO的平衡转化率

C.平衡状态下，若充入N2,则达到新平衡时，正、逆反应速率都增大

D.平衡状态下，若保持温度不变，将容器体积增加一倍，则平衡逆向移动,

反应物浓度增大

（2）催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不

同的催化剂（I、II）进行反应，测量逸出气体中NO含量，可测算尾气脱氮率。相

同时间内，脱氮率随温度变化曲线如图所示。

①对于放热反应，平衡体系温度越低，平衡脱氮率越_________（填“高”或

“低"）。曲线上a点的脱氮率（填或"=，，）对应温度下的平衡脱氮

率。

②催化剂II条件下，450℃后，脱氮率随温度升高而下降的原因可能是

9

【答案】⑴①1③AC

⑵①高<②温度超过450。(3时，催化剂的活性可能降低，催化效果

减弱，相同时间内脱氮率下降

【解析】(1)①TC时，0.5molNO和0.5molCO在容积为500mL的恒温

密闭容器中发生反应，达到平衡状态时，

2NO(g)+2CO(g)N:(g)+2C0:(g)

坪台(mol)0.50.500

转化(mol)2x2xx2x

平衡(mol)0.5-2x0.5-2x

体系压强与初始压强之比为7:8,贝!I”必需等上在=(

\J.J+U.Joo

则皿=喂=咨~…。)~

c(CO)=0.5mol/L,

c(Nj=。.25mH九.该反应平衡常数心箫籍皆黑)卜合黑j②反应物

co的投料增加一倍，正反应速率增大，NO转化的更快，曲线n平衡点的出现

早于曲线I,co的投料增加，相当于在原平衡状态加入co,增大反应物浓度，

平衡正向移动，NO转化率增大，曲线n平衡点纵坐标大于曲线I,故答案为:

;③A项，该反应正反应是吸热反应，△“<(),谶=正反应的

活化能•逆反应的活化能，故正反应的活化能小于逆反应的活化能，A正确；B

项，使用合适的催化剂不影响平衡，故不可以提高NO的平衡转化率，B错误;

10

C项，平衡状态下，若充入N2,生成物浓度增大，则达到新平衡时，正、逆反

应速率都增大，C正确；D项，平衡状态下，若保持温度不变，将容器体积增加

一倍，即减压，则平衡逆向移动，但因为体积扩大，故反应物浓度减小，D错误；

故正确的是AC；(2)①温度降低，平衡向放热方向移动，所以放热反应的平衡

转化率随温度降低而升高，催化剂H条件下，450。(2脱氮率可达40%以上，而温

度越低，放热反应的平衡脱氮率越高，a点温度低于450。a平衡脱氮率应高于

40%,故a点的脱氧率小于对应温度下的平衡脱氮率；②催化剂H条件下，随着

温度超过450。3反应速率增大，相同时间内反应可能已经平衡，升温使放热反

应平衡逆向移动,脱氮率下降:或是温度超过450℃时，催化剂的活性可能降低，

催化效果减弱，相同时间内脱氮率下降。

4.利用生物质碳制取氢气是一种低耗能、高效率的制氢方法，其原理是以

生物质碳与水蒸气反应制备氢气。该方法由气化炉制氢和燃烧炉再生生石灰两步

构成。其中气化炉中涉及下列①〜③的反应，有关信息如下：

0C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AHi；

®CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH2;

®CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)AH3；

(1)写出在气化炉内利用该工艺制%总反应的热化学方程式,反应

热△!!=(用含AHi、AH2>的代数式表示)。

(2)已知对于反应①，下列图像正确的是_______o

11

Morr分含量:平衡常数

O温度

D

(3)在某恒容、绝热密闭容器中模拟上述气化炉制氢中的反应②，下列能说明

该反应达到平衡状态的是。

A.混合气体的压强不再变化

B.H2O(g)>H2(g)的物质的量之比为1:1,且不再变化

C.混合气体的密度保持不变

D.断裂amolH—H键的同时形成2amolH—O键

(4)已知反应②的AH=-41.1kJ-moF1,O-H、H-H的键能分别为464

kJ・mo「i、436kJ-mol-1；CO的结构类似N2,其碳氧键键能达到1072.9k肌mol

一则CO2中C=O的键能为kJ-mo「L

(5)对于反应③，若平衡时再充入CO2,使其浓度增大，则平衡移

动(填“正向”“逆向”或“不”)；当重新平衡后，CO2浓度(填“变大”“变小”

或“不变”)。

【答案】(l)C(s)+2H2O(g)+CaO(s)=CaCO3(s)+2H2(g)AH=A//i

+△“2+△为

(2)BC(3)AB(4)803(5)正向不变

【解析】(1)气化炉中涉及下列①~③的反应，①C(s)+H2O(g)=CO(g)+

H2(g)AH1；(2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH2;(3)CaO(s)+

CO2(g)=CaCO3(s)AH3,根据盖斯定律，反应①+②+③可得总反应C(s)

+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g),AH=AHi4-AH2+AW3；⑵对于反

应①，当△">()时：A项，平衡时，增大压强，平衡逆向移动，则V逆〉v正，

但正逆反应速率均增大，A错误；B项，升高温度，速率增大，平衡正向移动,

%的产率增大，B正确；C项，平衡时，增大压强，平衡逆向移动，H2O的百分

含量降低，升高温度，速率增大，平衡正向移动，H2O的百分含量降低，C正确；

D项，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，D错误；故选BC；(3)恒容、

绝热密闭容器中，对于反应②：A项，混合气体的压强为变量，当混合气体的压

强不再变化时，反应达到平衡状态，A正确；B项，当HzO(g)、HMg)的物质的

量之比为1:1,且不再变化时，反应达到平衡状态，B正确；C项，恒容容器，

混合气体的密度始终不变，因此不能通过密度不变来判断反应是否达到平衡，C

错误；D项，断裂amolH—H键的同时形成2amolH—O键均为逆反应方向，

不能说明反应达到平衡，D错误；故选AB；(4)根据△止反应物的总键能•生成物

的总键能，设C=O的键能为xkJ/moL则有(1072.9+464x2).(2x+436)=41.l,解

得x=803,即CO2中C=O的键能为803kJ/mol；(5)对于反应③，平衡时再充入

CO2,使其浓度增大，平衡正向移动，该反应的平衡常温度不变，

平衡常数不变，故CO2的浓度不变。

5.氨气可与其他气体发生反应消除污染或生成重要产品。

I：研究发现NH3可消除硝酸尾气中的NOo已知25℃,lOOKPa时：

13

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)-92.4kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483.6kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+180.0kJ/mol

(l)4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的为

⑵维持相同的压强P,当Nib与NO的物质的量之比分别为1:3,3:1,

4:1时，反应相同时间，NO的脱除率(类似于转化率)随温度的变化如图所示:

图中曲线a对应的NH3与NO的物质的量之比为

1200。(：后NO脱除率上升的可能原因是o

(3)对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)

也可表示平衡常数，记作Kp,如p(B)=p・x(B),p为平衡总压强，x(B)为平

衡系统中B的物质的量分数。根据曲线数据，求1000。(：时此反应4NH3(g)+6

NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的化学平衡常数&=。(列式即可,

14

无需化简。）

II:NH3还可以与CO2反应生成尿素，其反应过程为如下两步:

第一步：.2NH3(I)+CO2(g)=NH2COONH4(D(氨基甲酸铉)

第二步：NH2COONH4(1)2H2O(1)+H2NCONH2(l)A/f2

在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，实验测得

反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:

_*

气基甲酸铉

尿“素•（水）

二氧化碳

（4）则第一步反应的活化能Eal第二步反应的活化能反2（填大

于、小于或等于）。

⑸维持其他条件不变，在容器中加入一种合适的催化剂能大幅提升第二步

反应的速率，而对第一步反应的速率影响不大，请在上图中画出氨基甲酸钱和尿

素的物质的量随时间（10〜70分钟）的变化曲线。

15

【答案】(D・1806kJ/moI

(2)4:1NO发生了分解或其他副反应(写催化剂失活不得分)

,0.3、5,0.36、6

(---)x(---)p

(3)小(1000。0=啰^46(其他部分化简的合理答案皆可)

(406)4x(l06)6

(4)小于

尿素曲线终时比原

先高，曲线一直上升；氨基甲酸按各点比原先低，没有先上升再下降。)

【解析】I:(1)已知：©Nieg)+3H2(g)—2NHj(g)A/f=-92.4kJ/mol,

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483.6kJ/mol,③Nz(g)+O2(g)=2NO(g)=

+180.0kJ/mol,根据盖斯定律，将②x3•①x2-③x3可得

4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g),则AH=(-483.6kJ/mol)x3-(-92.4

kJ/moI)x2-(+180.0kJ/mol)x3=-1806kJ/moI；(2)NH3与NO的物质的量的比值越

大，NO脱除率越大，故其物质的量之比分别为1：3、3：1、4：1时，对应的曲

线为c、b、a,故曲线a对应NH3与NO的物质的量之比是4:1；12(MFC后NO

脱除率上升的可能原因是NO发生了分解或其他副反应；(3)如图，1000。(：时C

16

点为平衡点，此时NO的去除率为0・36,设NO的起始物质的量为ImoLC点是

b曲线上一点，则起始时N%的物质的量为3m01,此时：

4液3（g）+6M7（g）一5生痣）+64。幅）

起始物质的量（皿/）3100

变化物质的量（〃/）0.240.360.30.36

平衡物质的量（皿，）2.760.640.30.36

/0.3、5Q36\6

/（乂）、/（旦0）二（赤）“何）P

反应的化学平衡常数Kp=

p”NH、xp6（NO）-2.764工（0•%65

4.06；J.d

II:（4）由图象可知在20分钟左右，氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铉后

不再变化，发生的是第一步反应，氨基甲酸钱先增大再减小最后达到平衡，发生

的是第二步反应，从曲线斜率不难看出第二步反应速率慢，则第一步反应的活化

能Ed小于第二步反应的活化能反2；（5）使用催化剂，能降低反应活化能，加

快反应速率，对第二步反应速率加快，氨基甲酸镂和尿素的物质的量在相同的时

间内变化量增大，且缩短达到平衡所需要的时间，可知氨基甲酸镂和尿素的物质

的量随时间（10~70分钟）的变化曲线为

6.大气污染是中国第一大环境污染问题，氮和硫的氧化物排放是造成大气

污染的原因之一。

17

I.(1)SO2的排放主要来自煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。

已知吸收过程中相关的热化学方程式如下：

1

①SO2(g)+NH3・H2O(aq)=NH4HSO3(aq)AH^akJ-mol

②NH3・H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)A%=bkJmol”

③2(NH4)2SO3(aq)+C)2(g)=2(NH4)2SO4(aq)AH3=ckJ・mol/

写出氨水吸收SO2生成(NH5SO4总反应的热化学方程式：

O

(2)工业生成中也可利用CO从燃煤烟气中脱硫：2CO(g)+SO2(g)=S(l)+

2CO2(g)AH=・270kJ-molL在模拟回收硫的实验中，向某恒容密闭容器中充

入2.8molCO和ImolSO?气体，反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时

间的变化如图所示。

①与实验a相比，实验b在其他条件不变的情况下使用了催化剂，请在上

图中画出实验b体系总压强随时间的变化示意图o

②请利用分压计算该条件下实验c的平衡常数K=—(列出计算式即可)。

(注：某物质的分压=该物质的物质的量分数x总压)

18

II.NO可用氨水一臭氧组合高效脱除，与臭氧反应的过程如下：

1

NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)AH=-200.9kJmol

(3)在恒容密闭容器中，NO氧化率随。喘值以及温度的变化曲线如图所

n(NO)

示

O

N

O

班

化

率

/

%

100200300400500洱度凡

①NO氧化率随喘值增大而增大的主要原因是

n(NO)

________________________________________________________________________O

②当温度高于100℃时，03分解产生活性极高的氧原子可与NO2中的氧结

合形成氧气，此时NO氧化率随温度升高而降低的可能原因有：

________________________________________________________________________________O

(4)用电解法生产己二庸［(CH2cH2CN”］可减少氮氧化合物的排放，装置如图

所示。电解时Pb电极发生的电极反应式为

流速推进器

、^产二.

CH2-CHCN1ftLi

.................................°质子交换黑

5%HjSO,沼液—

'PHVA——极

19

［答案］(l)2SO2(g)+4NH3-H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)

AH3=(2a+2b+c)kJ・mol'1

(3);^值增大，th浓度增加，有利于平衡N°(g)+°式口-N°2(g)+°2(g)

正向移动②平衡后，温度升高平衡向逆反应方向移动；NOz+OANO+O2

+

(4)2CH2=CHCN+2H+2e=(CH2CH2CN)2

【解析】(1)根据盖斯定律可知，氨水吸收SO2生成(NH4)2SO4总反应可由反

应①X2反应②X2反应③叠加可得，热化学方程式为：

2so2(g)+4NH3・H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)AHa=(2a+2b+c)kJ-mol1；(2)

实验b在其他条件不变的情况下使用了催化剂，降低了反应的活化能，加快反应

速率，平衡不移动，缩短反应达到平衡的时间，则实验b体系总压强随时间的变

化示意图为：;根据物质的起始量，设消耗二氧化硫物质的

量x,有三段式:

20

2CO(g)+SO?(g)一2CO/g)+S(1)

起(mol)2.810

转(mol)2xx2x

平(mol)2.8-2x1-x2x

则在实验c的条件下有：技・二流,解得x=0.76m。，三种气体的体积分

数分别为：墨，获，花，利用分压计算该条件下实验c的平衡常数

根据平衡移动原理，增大喘

;(3)①比值，。3浓度增

加，有利于平衡NO(g)+O3(g)=NO2(g)+OKg)正向移动，使NO氧化率增大;

②当温度高于100℃时，平衡逆向移动；03分解生成活性极高的氧原子，NO转

化率降低，说明反应中NCh转化为NO,故可能发生了反应NCh+OANO+O2;

(4)根据装置图可知，PbO2-AgO电极有氧气生成，则该电极作负极，发生氧化反

应，Pb电极发生还原反应，电极反应式为：2CH2=CHCN+2H++2e-(CH2cH2CN)2。

7.研究含硫物质的循环，是能源开发和利用的重要途径之一。

⑴研究人员利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如下:

①反应I：2H2s04⑴=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)AH=+551kJ*mol1

4

反应DI：S(s)+O2(g)=SO2(g)AH3=-297kJ*mol

21

反应n的热化学方程式为

②对于反应H,将投料比(n(SO2):n(H2O))为3:2的混合气体充入恒容的密

闭容器中，在不同压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关

系如下图所示。下列说法不正确的是_______________

A.P2>P1,反应n的AS<0

B.使用合适催化剂可以提高112so4在平衡体系中物质的量分数

C.其他条件相同时，投料比(n(SO2):n(H2O))改变为2:1,可提高SO2的平

衡转化率

D.当容器内气体的密度不变时，可判断反应达到平衡状态

E.温度升高，有利于反应速率加快，SO2的平衡转化率提高，K值变小

(2)“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点，涉及下列三个反应：

反应A：SO2(g)+I2(aq)+2H2O(1)=2HI(aq)+H2SO4(aq)

反应B：2HI(g)=H2(g)+I2(g)

反应C：2H2SO4(g)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g)

①某温度下将ImolHI充入密闭容器中发生反应B,达到第1次平衡后,

用选择性膜完全分离出H2,达到第2次平衡后再次分离H2,重复多次，平衡

时”(HI)如下表:

达到平衡的第1第2第3第4第5

.........

次数次次次次次

w(HI)/mol0.780.670.600.550.51.........

归纳出分离H2的次数对HT转化率的影响

第2次平衡时12的物质的量为n(I2)=mol；

②反应A发生时，溶液中同时存在以下化学平衡：I2(aq)+I(aq)七

(aq),其反应速率极快且平衡常数很大。现将ImolSCh缓缓通入含1molL的

水溶液中恰好完全反应。请在下图中画出溶液中h的物质的量〃(b)随反应时间

，变化的曲线图

-1

【答案】⑴①3sO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)AH2=-254kJ-mol

②BCE

⑵①随着分离％次数的增加，HI的转化率逐渐提高，但提高幅度逐渐减

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