Question

【题目】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

（1）用生物质热解气（主要成分为 CO、CH4、H2）将SO2在一定条件下还原为单质硫进行烟 气脱硫。已知：①C（s）+O2（g）=CO2（g）ΔH1= -393.5 kJ·mol-1

②CO2（g）+C（s）=2CO（g） ΔH2= + 172.5 kJ·mol-1

③S（s）+O2（g）=SO2（g） ΔH3= -296.0kJ·mol-1

CO将SO2还原为单质硫的热化学方程式为_______。

（2）CO可用于合成甲醇，一定温度下，向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2，发生 反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），达到平衡后测得各组分的浓度如下：

①反应达到平衡时，CO的转化率为_______。

②该反应的平衡常数值 K=_______。

③恒温恒容条件下，可以说明反应已达到平衡状态的是_______（填标号）。

A v 正（CO）=2v 逆（H2） B 混合气体的密度不变

C 混合气体的平均相对分子质量不变 D CH3OH、CO、H2 的浓度都不再发生变化

④若保持容器体积不变，再充入 0.6mol CO 和 0.4mol CH3OH，此时v正_______v逆（填“ >” 、< ”或“= ”）。

（3）在常温下，亚硝酸HNO2的电离常数 Ka=7.1×10-4mol·L-1，NH3·H2O的电离常数 Kb=1.7×10-5mol·L-1。0.1mol·L-1 NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________，常温下NO2-水解反应的平衡常数Kh=_______（保留两位有效数字）。

Answer 1

【答案】2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=-270kJ·mol-1 40% CD = c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 1.4×10-11

【解析】

（1）根据盖斯定律分析，将几个热化学方程式即反应热进行计算即可；

（2）列出反应的三段式进行分析；

（3）由题知，HNO2的电离常数大于NH3·H2O，则NH4NO2溶液中，NH4+的水解程度大于NO2-的水解程度，则溶液中c(NO2-)>c(NH4+)；Kh=。

（1）根据盖斯定律可得，该反应=反应①-反应②-反应③，ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3，即该反应的热化学方程式为：2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=-270kJ·mol-1；

（2）该反应的三段式如下：

①α(CO)==40%；

②K===；

③A、平衡时，2v正(CO)=v逆(H2)； v正(CO)=2v逆(H2)是某一个点时，体系中的速率关系，且一定不是平衡时的速率关系，故该说法不能说明反应达到平衡，A错误；

B、根据质量守恒定律，反应体系的总质量始终不变，由于该反应是在恒容的容器中进行的，故反应体系的密度始终不变，故该说法不能说明反应达到平衡，B错误；

C、根据质量守恒定律，反应体系的总质量始终不变，但是反应体系的总物质的量在减小，即在反应体系达到平衡之前，反应体系的平均相对分子质量在增大，故当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到平衡，C正确；

D、反应体系的各组分的浓度不再变化时，反应达到平衡，D正确；

故选CD；

④保持容器体积不变，再充入0.6mol CO和0.4mol CH3OH，c(CO)=1.5mol·L-1，c(H2)=1.0mol·L-1，c(CH3OH)=1.0mol·L-1，Qc====K，则平衡不移动，即v正=v逆；

（3）由题知，HNO2的电离常数大于NH3·H2O，则NH4NO2溶液中，NH4+的水解程度大于NO2-的水解程度，故该溶液中各离子浓度由大到小为：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)；NO2-的水解平衡常数Kh=====1.4×10-11。