Question

【题目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。

(1)海水中无机碳的存在形式及分布如图所示,用离子方程式表示海水呈弱碱性的主要原因______________________。已知春季海水pH＝8.1，预测冬季海水碱性将会_______(填“增强”或“减弱”)，理由是_________________。

(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＜0，在容积为1L的恒容容器中，分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是________(填字母)。

A．a、b、c三点H2转化率：c＞a＞b

B．上述三种温度之间关系为T1＞T2＞T3

C．c点状态下再通入1molCO和4molH2，新平衡中H2的体积分数增大

D．a点状态下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH，平衡不移动

(3)NO加速臭氧层被破坏，其反应过程如下图所示：

①NO的作用是_________________。

②已知：O3(g)＋O(g)===2O2(g) ΔH＝－143kJ·mol－1

反应1：O3(g)＋NO(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH1＝－200.2kJ·mol－1 。

反应2：热化学方程式为____________________________。

(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－759.8kJ·mol -1，反应达到平衡时，N的体积分数随n(CO)n(NO)的变化曲线如下图。

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近________。

②a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为________；b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________。

③若n(CO)n(NO)＝0.8，反应达平衡时，N的体积分数为20%，则NO的转化率为_____。

Answer 1

【答案】HCO3-+H2O=H2CO3+OH-； 减弱； 水解是吸热的，温度越低，水解程度越低； D； 催化剂； NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) △H=+57.2 kJ/mol； 1：1； c<b<a； b=c>d； 60%。

【解析】

（1）本小题考察盐类水解，水解平衡为吸热反应，冬天温度降低，水解平衡逆向移动，溶液碱性减弱；

（2）根据图中n(H2)/n(CO)越大，即增大氢气浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大；根据图中关系，当n(H2)/n(CO)一定时，温度升高，CO转化率变大，反应正方向为吸热反应，与题意反应是放热反应像违背；利用反应平衡常数，在此基础上再加入反应物质，可求出Qc，比较Qc与K即可推断出平衡是否移动。

（3）通过图示，不难得到NO起着催化剂的作用，根据盖斯定律，可以得到反应2的热化学方程式；

（4）当反应物按化学计量数之比加入时，平衡时的N2的体积分数最大，所以b点的平衡体系中C、N原子个数比接近1：1；根据反应是放热反应，当n(CO)/n(NO)一定时，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数变小，CO的转化率变小；列出三段式即可求出NO的转化率。

(1)海水呈弱碱性的主要原因是HCO3-+H2O=H2CO3+OH-；春季海水pH＝8.1，水解平衡为吸热反应，冬天温度降低，水解平衡逆向移动，溶液碱性减弱；

(2) A.根据图中n(H2)/n(CO)越大，即增大氢气浓度，平衡正向移动，CO的转化率增大，而氢气转化率变小，图中CO转化率c>b，所以氢气转化率b>c；a、b两点的n(H2)/n(CO)相同，CO转化率越大，氢气的转化率越大，所以a>b。综上氢气的转化率为a>b>c；A项错误；

B.根据图中关系，当n(H2)/n(CO)一定时，温度升高，CO转化率变大，反应正方向为吸热反应，与题意反应是放热反应像违背；所以温度T1<T2<T3；B项错误；

C.c点状态下再通入1molCO和4molH2，等效平衡在原平衡的基础上压强增大一倍，正方向为气体体积减小的反应，故平衡正向移动，新平衡中H2的体积分数减小，C项错误；

D.T1温度下，a点n(H2)/n(CO)=1.5，列出三段式： ，T1温度下的平衡常数K= =4，再通入0.5molCO和0.5molCH3OH，Qc= =4，所以平衡不移动，D项正确；

（3）反应①是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧气，二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧气，反应过程中NO参与反应后又生成，所以NO作用为催化剂；

根据盖斯定律两个热化学反应相减可得到反应2的热化学方程式：NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) △H=+57.2kJ/mol；

（4）①当反应物按化学计量数之比加入时，平衡时的N2的体积分数最大，所以b点的平衡体系中C、N原子个数比接近1：1；

②增大n(CO)/n(NO)，CO转化率降低，所以a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为c<b<a；平衡常数只与温度有关，所以b、c点的平衡常数相同，反应放热，升温平衡正向移动，N2的体积分数减小，所以T1>T2，d点平衡常数小于b、c点，所以b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为b=c>d；

③若n(CO)n(NO)＝0.8，反应达平衡时，N的体积分数为20%，令平衡时CO转化了xmol，列出三段式： ，N的体积分数为 =20%，解得x=0.6，所以CO转化率为0.6/1=60%。