Question

【题目】碳及其化合物与人类生产、 生活密切相关。请回答下列问题：

（1）羰基硫(O=C=S) 能引起催化剂中毒和大气污染等。羰基硫的氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法，其反应原理为：

①氢解反应： COS(g)+H2(B)H2S(g)+CO(g) △H1

②水解反应： COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35 kJ·mol-1

已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H3=-42kJ·mol-1，则△H1=______,羰基硫氢解反应_________(填“能”或“示能”) 设计成原电池。若平衡常数K 与温度T之间存在1gK=a/T+b (a、b为常数) 的线性关系，图中直线符合该氢解反应平衡常数K与温度T关系的是_________ (填字母)。

（2）CO 可以合成甲醇 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积可变的密闭容器中投入1molCO和2.5molH2,在不同条件下发生反应。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强变化如图所示。M点时，H2的转化率为_________；反应速率N 点v 正(CO)_________M 点v逆(CO) (填“>”“<”或“=”)。

（3）焦炭还原NO2 发生反应2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)。在恒温条件下，1molNO2 和足量焦炭发生该反应，测得平衡时NO2利CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示，计算可得M点时该反应的平衡常数Kp(M)=_________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度表达反应的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

（4）常温下,用氨水吸收CO2得到NH4HCO3溶液。在NH4HCO3 溶液中c(NH4+)________c(HCO3-)(填“>”“<”或“=”)

。反应NH4++HCO3-+ H2ONH3· H2O +H2CO3 的平衡常数K=_________。(已知常温下H2CO3的Ka1=4×10-7mol·L-1,Ka2=4×10-11 mol·L-1,NH3·H2O 的Kb=2×10-5mol·L-1)

Answer 1

【答案】 +7 kJ·mol-1 不能 z 20% ＜ 5Mpa ＞ 1.25×10-3

【解析】本题主要考查影响化学平衡的条件及平衡常数的计算。

（1）②-①得CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H3=-42kJ·mol-1，则△H1=△H2-△H3=+7 kJ·mol-1，羰基硫氢解反应是吸热反应，不能设计成原电池。该氢解反应平衡常数K随着温度T升高而增大，随着1/T增大而减小，所以图中直线符合该氢解反应平衡常数K与温度T关系的是Z。

（2）M点时，生成CH3OH0.25mol，消耗H20.5mol，H2的转化率为0.5/2.5=20%；N→M，温度不变，CH3OH减少，平衡左移，压强减小，所以反应速率N点v正(CO)>M点v逆(CO)。

（3）用p表示分压，Kp(M)=p 2(NO2) p (N2) / p2( CO2)，图中M点p (NO2) =p( CO2)，所以Kp(M)= p (N2)=1/2 p( CO2)=5MPa。

（4）因为Ka1<Kb，所以在NH4HCO3溶液中水解程度NH4+<HCO3-，结果c(NH4+)>c(HCO3-)。

反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K= c(NH3·H2O)c(H2CO3)/ c(NH4+)c(HCO3-)=c(NH3·H2O)c(H2CO3) c(H＋) c(OH－)/ c(NH4+)c(HCO3-) c(H＋) c(OH－)= Kw/( Ka1Kb)= 1.25×10-3。