Question

【題目】研究燃料的燃燒和對(duì)污染氣體產(chǎn)物的無害化處理，對(duì)于防止大氣污染有重要意義。

（1）將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料：已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H= 241．8kJ/mol；C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H= 110．5kJ/mol；寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)制H2和CO的熱化學(xué)方程式________________________。

（2）一定條件下，在密閉容器內(nèi)，SO2被氧化成SO3的熱化學(xué)方程式為：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；△H=a kJ/mo1，在相同條件下要想得到2akJ熱量，加入各物質(zhì)的物質(zhì)的量可能是____________

A．4mo1 SO2和2mol O2　　　　　 B．4mol SO2、2mo1 O2和2mol SO3

C．4mol SO2和4mo1 O2　　　 D．6mo1 SO2和4mo1 O2

（3）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化：

①已知?dú)飧字猩��?/span>NO的反應(yīng)為：N2(g)+O2(g)2NO(g)H＞0，在一定溫度下的定容密閉容器中，能說明此反應(yīng)已達(dá)平衡的是__________

A．壓強(qiáng)不變 B．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

C．2v正(N2)＝v逆(NO) D． N2的體積分?jǐn)?shù)不再改變

②汽車燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g)H＞0，簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù)_______________________________________________。

（4）燃料CO、H2在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。在420℃時(shí)，平衡常數(shù)K=9。若反應(yīng)開始時(shí)，CO、H2O的濃度均為0．1mol/L，則CO在此反應(yīng)條件下的轉(zhuǎn)化率為______________。

Answer 1

【答案】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3kJ/mol D CD 該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng) 根據(jù)G=H—TS,G＞0,不能實(shí)現(xiàn) 75%

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析；

（2）根據(jù)可逆反應(yīng)特點(diǎn)進(jìn)行分析；

（3）①根據(jù)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度及由此衍生出的其他物理量進(jìn)行分析；

②根據(jù)反應(yīng)的特點(diǎn)確定H，S的變化情況，根據(jù)G=H—TS判定反應(yīng)能夠進(jìn)行；

（4）根據(jù)三段式計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，然后根據(jù)K= 公式，帶入數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。

（1）已知：H2(g)+O2(g)=H2O(g)H1= 241.8kJ/mol ；C(s)+ O2(g)=CO(g)H2= 110.5kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，用方程式2減去方程式1，可得：寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)制H2和CO的熱化學(xué)方程式（1）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3kJ/mol；

（2）由反應(yīng)方程式可知生成2mol的SO3時(shí)放熱a kJ，想得到2a kJ熱量，則需生成4molSO3；由于反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不可能完全進(jìn)行到底，所以要得到4molSO3，SO2與O2物質(zhì)的量必須要多于4mol和 2mol，故D符合，B選項(xiàng)中既有正反應(yīng)又有逆反應(yīng)，最終放出的熱量小于2akJ，故選D；

（3）①A．由于反應(yīng)前后體積不變，故壓強(qiáng)始終不變不能做為平衡判斷依據(jù)，A錯(cuò)誤；

B．由于反應(yīng)前后總質(zhì)量和總物質(zhì)的量都不改變，故混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，故不能做為平衡判斷依據(jù)，B錯(cuò)誤；

C. 2v正(N2)＝v逆(NO)= v正(NO)，滿足正逆反應(yīng)速率相等，且速率之比和系數(shù)成正比規(guī)律，可以判定反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D. N2的體積分?jǐn)?shù)不再改變，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；

故答案選CD。

②由反應(yīng)2CO(g)=2C(s)+O2(g)H＞0，可知該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，根據(jù)G=H—TS，G＞0，不能實(shí)現(xiàn)；

（4）令平衡時(shí)CO的濃度變化量為xmol/L，則：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

開始（mol/L）：0.1 0.1 0 0

變化（mol/L）： c c c c

平衡（mol/L）： 0.1-c 0. 1-c c c

故=9 解得c=0．075，故一氧化碳在此條件下的平衡轉(zhuǎn)化率=75%；

故答案為75%。