Question

【題目】工業(yè)和生活中產(chǎn)生的廢氣、、對(duì)環(huán)境有害，若能合理的利用吸收，可以減少污染，變廢為寶。

(1)已知甲烷的燃燒熱為；1mol水蒸氣變成液態(tài)水放熱： ,則 ____________。

(2)汽車尾氣中含有和，某研究小組利用反應(yīng)：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)實(shí)現(xiàn)氣體的無害化排放。T℃時(shí)，在恒容的密閉容器中通入一定量的和，能自發(fā)進(jìn)行上述反應(yīng)，測得不同時(shí)間的和的濃度如表：

時(shí)間	0	1	2	3	4	5

①0到2s內(nèi)用表示的化學(xué)反應(yīng)速率為______，該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K1=______。

②若該反應(yīng)在恒容絕熱條件下進(jìn)行，再次達(dá)到平衡后的平衡常數(shù)為K2，則K1______ K2（填“＞”、“＜”'或“＝”）。

(3)一定條件下，通過下列反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) △H<0

若向恒容密閉容器中通入和，反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行上述反應(yīng)，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間變化如圖所示，與實(shí)驗(yàn)a相比，span>b組、c組分別改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是 ____________、____________。

(4)常溫下，用溶液作捕捉劑可以降低碳排放。若某次捕捉后得到pH=10的溶液，則溶液中____________。（常溫下、）

Answer 1

【答案】-1168kJ/mol 1.875×10-4mol/(L·s) 5000L/mol > 使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/span> 升高溫度 2：1

【解析】

(1)根據(jù)圖2寫出熱化學(xué)方程式，利用甲烷燃燒熱寫出熱化學(xué)方程式，根據(jù)1mol水蒸氣變成液態(tài)水放熱44kJ，寫出熱化學(xué)方程式，再利用蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進(jìn)行加減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式；

(2)①根據(jù)圖表，0～2s內(nèi)，NO的濃度變化為△c(NO)=(1-0.25)×10-3=0.75×10-3mol/L，反應(yīng)經(jīng)歷的時(shí)間為△t=2s，則NO的化學(xué)反應(yīng)平均速率為v(NO)=計(jì)算，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算N2的化學(xué)反應(yīng)平均速率，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=，根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算各組分的平衡濃度并代入；

②反應(yīng)為2CO+2NON2+2CO2，為氣體數(shù)減少的反應(yīng)，熵變△S＜0，由于反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則焓變△H＜0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若該反應(yīng)在絕熱恒容條件下進(jìn)行，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)溫度升高，升溫使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)來分析K1、K2的大小；

(3)b與a比較，反應(yīng)速率快，平衡總壓強(qiáng)不變，說明平衡不移動(dòng)；c與a比較，平衡時(shí)總壓強(qiáng)大，根據(jù)物質(zhì)的量與氣體壓強(qiáng)的關(guān)系，通過溫度變化分析判斷；

(4)由題意pH=10，可計(jì)算c(OH-)=10-4mol/L，由CO32-+H2OHCO3-+OH-可得：Kb== 據(jù)此進(jìn)行計(jì)算。

(1)根據(jù)圖2，舊鍵斷裂吸收能量為：945+498=1443kJ/mol，放出能量為：2×630=1260kJ/mol，則熱化學(xué)方程式為2NO(g)=O2(g)+N2(g) △H=-1260kJ/mol+1443kJ/mol=183kJ/mol ①；

甲烷燃燒熱為890kJ/mol，可寫出熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol ②；

H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol③；

由蓋斯定律可知②+①×2-③×2，可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式，則△H=-810.1kJ/mol+183/mol×2-(44kJ/mol)×2=-1168kJ/mol；

(2)①根據(jù)圖表，0～2s內(nèi)，NO的濃度變化為△c(NO)=(1-0.25)×10-3 mol/L =0.75×10-3mol/L，反應(yīng)經(jīng)歷的時(shí)間為△t=2s，則NO的化學(xué)反應(yīng)平均速率為v(NO)==3.75×10-4mol/(L·s)，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則0～2s內(nèi)用N2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為v(N2)=v(NO)= 1.875×10-4mol/（Ls）；據(jù)表中數(shù)據(jù)，平衡時(shí)，c(NO)=0.1×10-3mol/（Ls），c(CO)=2.70×10-3mol/（Ls），根據(jù)反應(yīng)方程式：2CO+2NON2+2CO2，則平衡時(shí)，c(N2)=0.45×10-3mol/L，c(CO2)=0.9×10-3mol/L，則平衡常數(shù)為K==5000L/mol；

②反應(yīng)為2CO+2NON2+2CO2，為氣體數(shù)減少的反應(yīng)，熵變△S<0，由于反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則焓變△H<0，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若該反應(yīng)在絕熱恒容條件下進(jìn)行，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)溫度升高，升溫使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正向進(jìn)行的趨勢不斷減小，平衡常數(shù)減小，因此K1＞K2；

(3)b與a比較，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間短，但平衡總壓強(qiáng)不變，說明平衡時(shí)氣體的物質(zhì)的量與條件a比較，物質(zhì)的量不變，平衡不發(fā)生移動(dòng)，則改變的條件為使用合適的催化劑；c與a比較，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間短，而且平衡時(shí)總壓強(qiáng)大，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)速率快，則改變的條件為升高溫度；

(4)根據(jù)題意pH=10，可計(jì)算c(OH-)=10-4mol/L，由于CO32-+H2OHCO3-+OH-可得：Kb==，==2：1，則c(CO32-)：c(HCO3-)=2：1。