Question

【題目】2013年9月，中國華北華中地區發生了嚴重的霧霾天氣，北京、河北、河南等地的空氣污染升為6級空氣污染，屬于重度污染。汽車尾氣、燃煤廢氣、冬季取暖排放的CO2等都是霧霾形成的原因。

（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) △H<0，在一定溫度下，在一體積固定的密閉容器中充入一定量的NO和CO在t1 時刻達到平衡狀態。

①能判斷該反應達到平衡狀態的標志是____________________。

A．在單位時間內生成1mol CO2的同時消耗了1mol CO B．混合氣體的密度不再改變

C．混合氣體的平均相對分子質量不再改變 D．混合氣體的壓強不再變化

②在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，在其他條件不變的情況下，t3時刻達到新的平衡狀態，之后不再改變條件。請在右圖中補充畫出從t2 到t4 時刻正反應速率隨時間的變化曲線：_____________

（2）改變煤的利用方式可減少環境污染，通常可將水蒸氣通過紅熱的碳得到水煤氣，1.2g 碳完全反應，吸收熱量13.13kJ.

①該反應的熱化學方程式為______________________________________________

②煤氣化過程中產生的有害氣體H2S可用足量的Na2C03溶液吸收，該反應的離子方程式為___________________________________________________。（已知：H2S： ； ；H2CO3： ； ）

（3）已知反應：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，現將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進行反應，得到如下三組數據：

實驗	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達平衡所需時間/min
		CO	H2O	H2	CO	0
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實驗1條件下平衡常數K=______________（保留小數點后二位）。

②實驗3中，若平衡時，CO的轉化率大于水蒸氣，則a、b必須滿足的關系是__________。

③該反應的△H ______0(填“＜”或“＞”）；若在900℃時，另做一組實驗，在此容器中加入l0mol CO，5mo1 H2O，2mo1 CO2，5mol H2，則此時v正___________v逆（填“＜”，“＞”，“＝”）。

Answer 1

【答案】 CD C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.3kJ·mol－1 H2S＋CO32－=HCO3－＋HS－ 2.67 a＜b ＜ ＞

【解析】(1)①A．在單位時間內生成1mol CO2的同時消耗了1mol CO，從反應開始到平衡，都符合這等量關系，故A不選；B．混合氣體的密度不再改變，體積不變，反應體系都是氣體，從反應開始到平衡，密度始終不變，故B不選；C．混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明各物質的物質的量不變，達平衡狀態，故C選；D：混合氣體的壓強不再變化，說明各物質的物質的量不變，達平衡狀態，故D選；故答案為：CD；

②將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，在其他條件不變的情況下，相當于減小壓強，正逆反應速率都比原來的小，平衡逆向移動，所V正＜V逆，故圖象為：，故答案為：；

(2)①1.2g 碳為0.1mol，則1molC反應吸收13.13kJ×10=131. 3kJ熱量，該反應的熱化學方程式為C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.3kJ·mol－1，故答案為：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.3kJ·mol－1；

②由于Ka2=5.61×10-11＜Ka1=9.1×10-8＜Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11＞Ka2=1.1×10-12，所以氫硫酸能夠與碳酸鈉溶液反應生成碳酸氫鈉和硫氫化鈉，反應的離子方程式為：CO32-+H2S=HCO3-+HS-，故答案為：CO32-+H2S=HCO3-+HS-；

(3)①根據實驗1計算平衡常數，

H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)

初始(mol/L) 1 2 0 0

轉化(mol/L) 0.8 0.8 0.8 0.8

平衡(mol/L) 0.2 1.2 0.8 0.8

K==2.67，故答案為：2.67；

②如果a=b兩者的轉化率相等，CO的轉化率大于水蒸氣，相當于加入水蒸氣，平衡正向移動，則a＜b，故答案為：a＜b；

③根據實驗2計算平衡常數，

H2O(g)+CO(g) CO2(g)+H2(g)

初始(mol/L) 0.5 1 0 0

轉化(mol/L)0.2 0.2 0.2 0.2

平衡(mol/L) 0.3 0.8 0.2 0.2

K==0.167，溫度升高K變小，溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，△H＜0；按10mol CO，5mol H2O，2mol CO2，5mol H2，分別加入該容器，Qc==0.2＞K，反應逆向進行，v(正)＜v(逆)，故答案為：＞；＜。