Question

2011年12月30日中國環(huán)境保護(hù)部通過了新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，調(diào)整了污染物項(xiàng)目及限值，增設(shè)了PM2.5平均濃度限值，收緊了二氧化氮等污染物的濃度限值．
（1）甲烷是一種清潔燃料，在一定條件下，發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H＞0．將1.0molCH₄和2.0molH₂O通入反應(yīng)容器（假設(shè)容積為10L），10min末有0.10molCO生成，則10min內(nèi)該反應(yīng)的速率v（H₂）=

 

．
（2）某工廠利用尾氣CO制甲醇，在一定壓強(qiáng)和固定容積的容器中，通入a molCO與2a molH₂，在催化劑作用下反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，則：
①P₁

 

P₂（填“＜”、“＞”或“=”）．
②在其它條件不變的情況下，再增加a molCO與2a molH₂，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）某酒廠為減少CO₂的排放，用石灰水吸收CO₂，25℃達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí)，測(cè)得溶液中c（CO₃^2-）=0.010mol?L^-1，求c（Ca²⁺） （寫出計(jì)算過程，已知：Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9）．
（4）某硝酸廠處理尾氣NO₂方法是：催化劑存在時(shí)用H₂將NO₂還原為N₂．
已知：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6 kJ/mol
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7 kJ/mol
則H₂還原NO₂生成水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)方程式計(jì)算生成的氫氣的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算氫氣的濃度變化，根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算v（H₂）；
（2）①由圖可知溫度相同時(shí)，到達(dá)平衡時(shí)，壓強(qiáng)為p₂的CO轉(zhuǎn)化率高，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響分析；
②再增加a molCO與2a molH₂，與原來的初始的量等比例；達(dá)到平衡時(shí)與原平衡相比壓強(qiáng)增大，平衡正移；
（3）根據(jù)Ksp和c（CO₃^2-）求出c（Ca²⁺）；
（4）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；

解答：解：（1）10min末有0.1mol CO生成，根據(jù)方程式CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）可知，生成的氫氣為0.1mol×3=0.3mol，容器的體積為10L，
則1min內(nèi)用氫氣表示的平均速率v（H₂）=

0.3mol 10L

1min

=3.0×10^-3mol?L^-1?min^-1；
故答案為：3.0×10^-3mol?L^-1?min^-1；
（2）①由圖可知溫度相同時(shí)，到達(dá)平衡時(shí)，壓強(qiáng)為p₂的CO轉(zhuǎn)化率高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向移動(dòng)，即p₁＜p₂；故答案為：＜；
②在其它條件不變的情況下，再增加a molCO與2a molH₂，與原來的初始的量等比例；達(dá)到新平衡時(shí)，原平衡相比壓強(qiáng)增大，平衡正移，所以CO的轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大；
（3）已知溶液中c（CO₃^2-）=0.010mol?L^-1，Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）?c（CO₃^2-）=2.8×10^-9，所以c（Ca²⁺）=2.8×10^-7 mol?L^-1；
答：鈣離子的濃度為：2.8×10^-7 mol?L^-1；
（4）已知：Ⅰ、2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
Ⅱ、N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
由蓋斯定律可知，Ⅰ×2-Ⅱ得4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g），
故△H=2×（-483.6kJ/mol）-67.7kJ/mol=-1034.9kJ/mol，故熱化學(xué)方程式為：4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1034.9kJ/mol，
故答案為：4H₂（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1034.9kJ/mol；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算、平衡移動(dòng)、熱化學(xué)方程式的書寫及蓋斯定律的應(yīng)用等，難度中等．