Question

【題目】近年來(lái)，中國(guó)華北華中地區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的霧霾天氣。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，在一體積恒定的密閉容器中充入一定量的NO(g)和CO(g)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)。若要同時(shí)提高該反應(yīng)的速率和NO(g)的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施_______________。（寫一條）

（2）改變煤的利用方式可減少環(huán)境污染，通常可將煤氣化轉(zhuǎn)化為水煤氣，其反應(yīng)原理為：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ； △H＝+131.3kJ/mol。

①該反應(yīng)在_________下能自發(fā)進(jìn)行（填“高溫”或“低溫”）。

②水煤氣燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO2氣體可以與“84消毒液”的主要成分NaClO發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為：___________________________________________________。（已知：HClO：Ka=3.0×10ˉ8；H2CO3：Ka1＝4.30×10ˉ7；Ka2＝5.61×10ˉ11）

（3）已知反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，現(xiàn)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通人到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	達(dá)平衡所需時(shí)間/min
		CO	H2O	H2
1	650	4	2	1.6	6
2	900	2	1	0.4	3
3	900	a	b	c	t

①實(shí)驗(yàn)1條件下平衡常數(shù)K＝________________（保留小數(shù)點(diǎn)后二位）。

②實(shí)驗(yàn)3中，若平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣，則a、b必須滿足的關(guān)系是______。

③該反應(yīng)的△H ____0(填“＜”或“＞”）；若900℃時(shí)，另做一組實(shí)驗(yàn)，在此容器中加入10molCO，5mo1H2O，2mo1CO2，5molH2，此時(shí)v(正) ___v(逆)（填“＜”，“＞”，“＝”）。

Answer 1

【答案】再充入CO氣體 高溫 CO2+ ClO－=HClO+ HCO3－ 2.67 a<b ＜ <

【解析】

（1）該密閉容器體積已恒定，溫度已不變，所以增大反應(yīng)物CO的濃度，既可以增大反應(yīng)速率，又可以使平衡向右移動(dòng)而提高NO轉(zhuǎn)化率；（2）①△G=△H-T△S,反應(yīng)要自發(fā)，△G要小于0，反應(yīng)吸熱不利于自發(fā)，所以要調(diào)高溫度，使△G小于0，所以正確答案為：高溫；②因H2CO3Ka1大于HClO的Ka，即酸性H2CO3大于HClO,所以反應(yīng)肯定生成HClO,關(guān)鍵是生成HCO3-還是CO32-的問(wèn)題。如生成CO32-，由根據(jù)所給的HClO的Ka和H2CO3的Ka2可知，HClO能與CO32-反應(yīng)生成HCO3-，所以產(chǎn)生應(yīng)是HCO3-,反應(yīng)的離子方程式為：CO2+ ClO－=HClO+ HCO3－，本題答案為CO2+ClO－=HClO+HCO3－；（3）①650℃時(shí)，列出該反應(yīng)的三段式：

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

初始(mol)4 2 0 0

變化(mol)1.6 1.6 1.6 1.6

平衡(mol)2.4 0.4 1.6 1.6

因?yàn)槿萜鞯捏w積是2L，所以平衡常數(shù)。本題答案為2.67。②據(jù)化學(xué)方程式，CO和H2O反應(yīng)配比為1：1，要增加CO的轉(zhuǎn)化率，只需增加水蒸氣的相對(duì)量即可，即a<b，所以本題答案為a<b；③對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2，如果實(shí)驗(yàn)2的溫度與實(shí)驗(yàn)1溫度相同，則由于氣體分子數(shù)前后不變，兩平衡為等效平衡，此時(shí)生成的H2應(yīng)為0.8mol。實(shí)際上實(shí)驗(yàn)2的溫度比實(shí)驗(yàn)1高，升高溫度，生成H2的量減少，說(shuō)明平衡左移，說(shuō)明正向放熱，所以△H＜0；根據(jù)實(shí)驗(yàn)2數(shù)據(jù)，求出在900℃時(shí)的平衡常數(shù)。

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

初始 2 1 0 0

變化 0.4 0.4 0.4 0.4

平衡 1.6 0.6 0.4 0.4

所以平衡常數(shù)，投料時(shí)的Qc=>0.17，所以反應(yīng)向左進(jìn)行，即v(正) <v(逆)；所以答案為v(正) <v(逆)。