Question

【題目】CO、CO2是化石燃料燃燒的主要產(chǎn)物。

（1）將含0.02 molCO2和0.01molCO的混合氣體通入有足量Na2O2 固體的密閉容器中，同時不斷地用電火花點燃，充分反應后，固體質(zhì)量增加_________g。

（2）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1，鍵能Eo-o=499.0kJ·mol-1。

①反應：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H=_________kJ·mol-1。

②已知2500K時，①中反應的平衡常數(shù)為0.40，某時刻該反應體系中各物質(zhì)濃度滿足：c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，則此時v(正)_________(填“>” 、“＜”或“＝”）v（逆）。

③已知1500℃時，在密閉容器中發(fā)生反應：CO2(g)CO(g)+O(g)。反應過程中O(g)的 物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖1 所示，則0~2 min 內(nèi)，CO2 的平均反應速率 v(CO2)=_________。

（3）在某密閉容器中發(fā)生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g),1molCO2 在不同溫度下的平衡分解量如圖2 所示。

①恒溫恒容條件下，能表示該可逆反應達到平衡狀態(tài)的有_________ (填字母)。

A．CO 的體積分數(shù)保持不變

B．容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變

C．容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變

D．單位時間內(nèi)，消耗CO 的濃度等于生成CO2 的濃度

②分析圖2，若1500℃時反應達到平衡狀態(tài)，且容器體積為1L，則此時反應的平衡常數(shù) K=_________(計算結(jié)果保留1 位小數(shù))。

③向恒容密閉容器中充入2molCO2(g)，發(fā)生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，測得溫度為T℃時，容器內(nèi)O2的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如曲線II 所示。圖中曲線I 示相對于曲線II僅改變一種反應條件后c(O2)隨時間的變化，則改變的條件是_________；a、 兩點用CO濃度變化表示的凈反應速率關系為va(CO)_________(填“>”“<”或“=”) vb( CO)。

Answer 1

【答案】 0.84g -33.5 < 3×10-7mol·L-1·min-1 AC 3.2×10-8mol·L-1 升溫 <

【解析】本題是化學反應原理的綜合考查，主要涉及到焓變的計算、速率的計算、平衡常數(shù)的計算、平衡圖像的分析、平衡移動等。（1）Na2O2與CO2反應：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，電火花不斷引燃，發(fā)生反應：2CO+O22CO2，整個過程相當于CO+Na2O2=Na2CO3，故將含0.02 molCO2和0.01molCO的混合氣體通入有足量Na2O2 固體的密閉容器中，同時不斷地用電火花點燃，充分反應后，固體質(zhì)量增加部分即相當于增加0.03molCO，固體質(zhì)量增加為0.84g；（2）①根據(jù)△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，結(jié)合已知反應，得反應：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H= kJ·mol-1=-33.5 kJ·mol-1；②c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，即Qc=1>K，平衡向逆反應方向移動，v(正)< v(逆)；③根據(jù)化學反應之比等于化學計量數(shù)之比，再結(jié)合圖像可知：v(CO2)= v(O)= =3×10-7mol·L-1·min-1；（3）①CO的體積分數(shù)保持不變說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，A項正確；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，B項錯誤；混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變說明反應達到平衡狀態(tài)，C項正確；單位時間內(nèi)消耗CO的濃度始終等于生成CO2的濃度，反應速率同向，不能判定反應達到平衡狀態(tài)，D項錯誤；②設生成的氧氣為xmol:

2CO2(g)2CO(g)+O2(g)

起始量/mol 1 0 0

轉(zhuǎn)化量/mol 2x 2x x

平衡量/mol1-2x 2x x

平衡時,氧氣的體積分數(shù)為0.2,則=0.2%,則x=0.002，則

,,,
則；

③若曲線Ⅰ代表的是僅變化一種條件后的情況，曲線Ⅰ達到平衡所需時間少，說明反應速率快，且氧氣的濃度增大，平衡正向進行，改變條件是升溫；a、b兩點后，a點溫度小于b點，所以用CO濃度變化表示的反應速率關系為va(CO) <vb(CO).