已知：3CH4(g) + 2N2(g)3C(s) + 4NH3(g) ΔH＞0，在700℃，CH4与N2在不同物质的量之比[n(CH4)/n(N2)]时CH

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已知：3CH₄(g) + 2N₂(g)

3C(s) + 4NH₃(g) ΔH＞0，在700℃，CH₄与N₂在不同物质的量之比[n(CH₄)/n(N₂)]时CH₄的平衡转化率如下图所示：

下列说法正确的是

A．n(CH₄)/n(N₂)越大，CH₄的转化率越高

B．n(CH₄)/n(N₂)不变时，若升温，NH₃的体积分数会增大

C．b点对应的平衡常数比a点的大

D．a点对应的NH₃的体积分数约为26%

答案

解析

试题分析：A.当n(CH₄)不变时，增大n(N₂)，即n(CH₄)/n(N₂)越大，c(N₂)增大，平衡正向移动，CH₄转化率增大；错误。B. n(CH₄)/n(N₂)不变时，由于该反应的正反应是吸热反应，所以若升温，平衡正向移动，NH₃的体积分数会增大。正确。C. b点与a点对应的都是在700℃不同的n(CH₄)/n(N₂)时的CH₄的转化率。由于化学平衡常数只与温度有关，而与其它条件无关，所以这两点的平衡常数相同。错误。D. 在a点，假设n(N₂)=1mol,由于n(CH₄)/n(N₂)=0.75，则n(CH₄)= 0.75mol.甲烷的平衡转化率为22%，反应的甲烷的物质的量为0.75mol×22%=0.165mol,还含有甲烷的物质的量为n(CH₄)(平衡)=" 0.75mol-" 0.165mol ="0." 585mol,产生的氨气的物质的量为4/3×0.165mol=0.22mol,反应的n(N₂)=2/3×n(CH₄)=" 2/3×0.165mol" =0.11mol；剩余的N₂的物质的量为1-0.11=0.89mol.所以平衡时NH₃的体积分数="0.22mol÷(0." 585 +0.89 +0.22) mol×100%=13%。错误。

举一反三

（15分）已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题：
（1）可逆反应FeO（s）＋CO（g）

Fe（s）＋CO₂（g）是炼铁工业中一个重要反应，其温度与平衡常数K的关系如下表：

T（K）	938	1100
K	0.68	0.40

①写出该反应平衡常数的表达式__________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行，在一定条件下达到平衡状态，若升高温度，混合气体的平均相对分子质量_____；充入氦气，混合气体的密度____（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
（2）常温下，浓度均为0.1 mol·L^－1的下列六种溶液的pH如下表：

溶质	CH₃COONa	NaHCO₃	Na₂CO₃	NaClO	NaCN	C₆H₅ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是
②根据表中数据判断，浓度均为0.01 mol·L^－1的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是      ；
将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是    （填编号）。
A．HCN        B．HClO       C．C₆H₅OH      D．CH₃COOH         E．H₂CO₃
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是    （填编号）。
A．CH₃COOH＋ Na₂CO₃＝NaHCO₃＋CH₃COONa B．CH₃COOH＋NaCN＝CH₃COONa＋HCN
C．CO₂＋H₂O＋2NaClO＝Na₂CO₃＋2HClO       D．CO₂＋H₂O＋2C₆H₅ONa＝Na₂CO₃＋2C₆H₅OH
④要增大氯水中HClO的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液，反应的离子方程式为
（3）已知常温下Cu（OH）₂的K_sp＝2×10^－20。又知常温下某CuSO₄溶液里c（Cu²^＋）＝0.02 mol·L^－1，如果要生成Cu（OH）₂沉淀，则应调整溶液pH大于        ；要使0.2 mol·L^－1的CuSO₄溶液中Cu²^＋沉淀较为完全（使Cu²^＋浓度降至原的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，使溶液pH为           。

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一定条件下，可逆反应X(g) + 3Y(g)

2Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c₁、c₂、c₃（均不为0，单位mol/L），当达平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1mol/L，0.3mol/L，0.08mol/L，则下列判断不合理的是

A．c₁:c₂ = 1:3	B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3:2
C．X、Y的转化率不相等	D．c₁的取值范围为0 < c₁< 0.14mol/L

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在2 L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)

zC(g)。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是

A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.04 mol·L^－1·min^－1
B．200℃时，该反应的平衡常数为25 L²/mol²
C．当外界条件由200℃降温到100℃，原平衡一定被破坏，且正逆反应速率均增大
D．由图乙可知，反应xA(g)＋yB(g)

zC(g)的ΔH<0，且a＝2

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(14分)金属钛（Ti）性能优越，被称为继铁、铝之后的“第三金属”。工业上以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质）为主要原料冶炼金属钛，其生产的工艺流程图如下：

已知：2H₂SO₄(浓)+ FeTiO₃＝TiOSO₄ + FeSO₄+ 2H₂O
（1）步骤I中发生反应的离子方程式：、。
（2）已知：TiO²^＋易水解，只能存在于强酸性溶液中。
25 ℃时，难溶电解质溶解度与pH关系如图，

TiO(OH)₂溶度积K_sp＝1×10^－29
①步骤Ⅲ加入铁屑原因  是          　        。
② TiO²^＋水解的离子方程式为                 。
向溶液II中加入Na₂CO₃粉末的作用是       。
当溶液pH=       时，TiO(OH)₂已沉淀完全。
（3）TiCl₄→Ti反应后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于       ℃即可。

	TiCl₄	Mg	MgCl₂	Ti
熔点/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（4）电解TiO₂制备钛的方法如图所示。该方法由于具备生产过程简化、生产成本低、产品质量高、环境友好等诸多优点而引人注目。已知TiO₂熔融状态下不发生电离，电解时阴极反应式为。

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（14分）I．已知：C(s)＋H₂O(g)

CO(g)＋H₂(g) ΔH
一定温度下，在1.0 L密闭容器中放入1 mol C（s）、1 mol H₂O(g)进行反应,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	4.56	5.14	5.87	6.30	7.24	8.16	8.18	8.20	8.20

回答下列问题：
（1）下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态      。
A．混合气体的密度不再发生改变      B．消耗1 mol H₂O（g）的同时生成1 mol H₂
C．ΔH不变                         D．v_正(CO) = v_逆(H₂)
（2）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，n_总＝____ mol；由表中数据计算反应达平衡时，反应物H₂O(g)的转化率α =_____（精确到小数点后第二位）。
Ⅱ．硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）已知25℃时：xSO₂ (g)＋2xCO(g)＝2xCO₂ (g)＋S_x (s)     ΔH＝ax kJ/mol     ①
2xCOS(g)＋xSO₂ (g)＝2xCO₂ (g)＋3S_x(s)   ΔH＝bx kJ/mol。    ②
则反应COS(g)生成CO(g)、S_x (s)的热化学方程式是                            。
（2）向等物质的量浓度Na₂S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H₂S、HS⁻、S²⁻的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如图所示（忽略滴加过程H₂S气体的逸出）。试分析：

①B曲线代表      分数变化(用微粒符号表示)；滴加过程中，溶液中一定成立：
c(Na⁺)=                               。
②M点，溶液中主要涉及的离子方程式                             。

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