Question

【题目】2013年9月，中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气，北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染，属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。

（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) △H<0，在一定温度下，在一体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO在t1 时刻达到平衡状态。

①能判断该反应达到平衡状态的标志是____________________。

A．在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了1mol CO B．混合气体的密度不再改变

C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．混合气体的压强不再变化

②在t2时刻，将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，t3时刻达到新的平衡状态，之后不再改变条件。请在右图中补充画出从t2 到t4 时刻正反应速率随时间的变化曲线：_____________

（2）改变煤的利用方式可减少环境污染，通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气，1.2g 碳完全反应，吸收热量13.13kJ.

①该反应的热化学方程式为______________________________________________

②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2C03溶液吸收，该反应的离子方程式为___________________________________________________。（已知：H2S： ； ；H2CO3： ； ）

（3）已知反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)，现将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

实验	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达平衡所需时间/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实验1条件下平衡常数K=______________（保留小数点后二位）。

②实验3中，若平衡时，CO的转化率大于水蒸气，则a、b必须满足的关系是__________。

③该反应的△H ______0(填“＜”或“＞”）；若在900℃时，另做一组实验，在此容器中加入l0mol CO，5mo1 H2O，2mo1 CO2，5mol H2，则此时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．在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了1mol CO，从反应开始到平衡，都符合这等量关系，故A不选；B．混合气体的密度不再改变，体积不变，反应体系都是气体，从反应开始到平衡，密度始终不变，故B不选；C．混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明各物质的物质的量不变，达平衡状态，故C选；D：混合气体的压强不再变化，说明各物质的物质的量不变，达平衡状态，故D选；故答案为：CD；

②将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，相当于减小压强，正逆反应速率都比原来的小，平衡逆向移动，所V正＜V逆，故图象为：，故答案为：；

(2)①1.2g 碳为0.1mol，则1molC反应吸收13.13kJ×10=131. 3kJ热量，该反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.3kJ·mol－1，故答案为：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，所以氢硫酸能够与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和硫氢化钠，反应的离子方程式为：CO32-+H2S=HCO3-+HS-，故答案为：CO32-+H2S=HCO3-+HS-；

(3)①根据实验1计算平衡常数，

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

初始(mol/L) 1 2 0 0

转化(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，故答案为：2.67；

②如果a=b两者的转化率相等，CO的转化率大于水蒸气，相当于加入水蒸气，平衡正向移动，则a＜b，故答案为：a＜b；

③根据实验2计算平衡常数，

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

初始(mol/L) 0.5 1 0 0

转化(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，温度升高K变小，温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，△H＜0；按10mol CO，5mol H2O，2mol CO2，5mol H2，分别加入该容器，Qc==0.2＞K，反应逆向进行，v(正)＜v(逆)，故答案为：＞；＜。