Question

【題目】CO、CO2是化石燃料燃燒的主要產物。

（1）將含0.02 molCO2和0.01molCO的混合氣體通入有足量Na2O2 固體的密閉容器中，同時不斷地用電火花點燃，充分反應后，固體質量增加_________g。

（2）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1，鍵能Eo-o=499.0kJ·mol-1。

①反應：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H=_________kJ·mol-1。

②已知2500K時，①中反應的平衡常數為0.40，某時刻該反應體系中各物質濃度滿足：c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，則此時v(正)_________(填“>” 、“＜”或“＝”）v（逆）。

③已知1500℃時，在密閉容器中發生反應：CO2(g)CO(g)+O(g)。反應過程中O(g)的 物質的量濃度隨時間的變化如圖1 所示，則0~2 min 內，CO2 的平均反應速率 v(CO2)=_________。

（3）在某密閉容器中發生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g),1molCO2 在不同溫度下的平衡分解量如圖2 所示。

①恒溫恒容條件下，能表示該可逆反應達到平衡狀態的有_________ (填字母)。

A．CO 的體積分數保持不變

B．容器內混合氣體的密度保持不變

C．容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變

D．單位時間內，消耗CO 的濃度等于生成CO2 的濃度

②分析圖2，若1500℃時反應達到平衡狀態，且容器體積為1L，則此時反應的平衡常數 K=_________(計算結果保留1 位小數)。

③向恒容密閉容器中充入2molCO2(g)，發生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，測得溫度為T℃時，容器內O2的物質的量濃度隨時間的變化如曲線II 所示。圖中曲線I 示相對于曲線II僅改變一種反應條件后c(O2)隨時間的變化，則改變的條件是_________；a、 兩點用CO濃度變化表示的凈反應速率關系為va(CO)_________(填“>”“<”或“=”) vb( CO)。

Answer 1

【答案】 0.84g -33.5 < 3×10-7mol·L-1·min-1 AC 3.2×10-8mol·L-1 升溫 <

【解析】本題是化學反應原理的綜合考查，主要涉及到焓變的計算、速率的計算、平衡常數的計算、平衡圖像的分析、平衡移動等。（1）Na2O2與CO2反應：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，電火花不斷引燃，發生反應：2CO+O22CO2，整個過程相當于CO+Na2O2=Na2CO3，故將含0.02 molCO2和0.01molCO的混合氣體通入有足量Na2O2 固體的密閉容器中，同時不斷地用電火花點燃，充分反應后，固體質量增加部分即相當于增加0.03molCO，固體質量增加為0.84g；（2）①根據△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，結合已知反應，得反應：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H= kJ·mol-1=-33.5 kJ·mol-1；②c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，即Qc=1>K，平衡向逆反應方向移動，v(正)< v(逆)；③根據化學反應之比等于化學計量數之比，再結合圖像可知：v(CO2)= v(O)= =3×10-7mol·L-1·min-1；（3）①CO的體積分數保持不變說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，A項正確；密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，因此容器內混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態，B項錯誤；混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以容器內混合氣體的平均摩爾質量保持不變說明反應達到平衡狀態，C項正確；單位時間內消耗CO的濃度始終等于生成CO2的濃度，反應速率同向，不能判定反應達到平衡狀態，D項錯誤；②設生成的氧氣為xmol:

2CO2(g)2CO(g)+O2(g)

起始量/mol 1 0 0

轉化量/mol 2x 2x x

平衡量/mol1-2x 2x x

平衡時,氧氣的體積分數為0.2,則=0.2%,則x=0.002，則

,,,
則；

③若曲線Ⅰ代表的是僅變化一種條件后的情況，曲線Ⅰ達到平衡所需時間少，說明反應速率快，且氧氣的濃度增大，平衡正向進行，改變條件是升溫；a、b兩點后，a點溫度小于b點，所以用CO濃度變化表示的反應速率關系為va(CO) <vb(CO).