2013年9月,*华北华中地区发生了严重的雾霾天气,*、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度...
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2013年9月,*华北华中地区发生了严重的雾霾天气,*、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“<”,“>”,“=”)。
【回答】
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*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*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*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*硫*能够与碳**溶液反应生成碳***和硫*化*,反应的离子方程式为:CO32-+H2S=HCO3-+HS-,故*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*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*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*为:>;<。
知识点:化学平衡
题型:填空题
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