Question

2．汽車尾氣是造成霧霾天氣的原因之一．
（1）汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體． 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△=-1200.0kJ/mol．
     N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68.0kJ•mol^-1；
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1；
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
（2）汽車尾氣中含有CO和H₂O（g）在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0.850℃在體積為10L反應(yīng)器中通入一定量的CO和H₂O（g）發(fā)生上述反應(yīng)CO和H₂O（g）的濃度變化如圖所示則0-4min是平均反應(yīng)速率v（H₂O）=0.03mol•L^-1•min^-1此時(shí)K=1．

起始物質(zhì)的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

850℃在甲、乙、丙三個(gè)1L的恒容密閉容器中，起始時(shí)按照表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)．平衡時(shí)甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是50%．比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率甲＜乙（填“大于”、“＜”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68.0kJ•mol^-1，
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1，
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律：4×③-①-2×②可得；
（2）從圖象可知?jiǎng)t0-4minH₂O的濃度從0.3mol/L減少到0.18mol/L，根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$、化學(xué)平衡常數(shù)概念計(jì)算速率、K；再根據(jù)相同溫度下K不變，計(jì)算甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率；增加反應(yīng)物，平衡正向移動(dòng)．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68.0kJ•mol^-1，
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1，
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律：4×③-①-2×②可得：4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△=-1200.0kJ/mol；
故答案為：4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△=-1200.0kJ/mol；
（2）850℃，根據(jù)三段式：
                         CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：0.2           0.3              0               0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.12         0.12           0.12           0.12
平衡（mol/L）：0.08         0.18           0.12           0.12
則v（H₂O）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol•L^-1•min^-1，K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1；
850℃，設(shè)CO的轉(zhuǎn)化率為x，甲容器中有：
                        CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：0.1           0.1             0               0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.1x         0.1x           0.1x           0.1x
平衡（mol/L）：0.1-0.1x    0.1-0.1x    0.1x           0.1x
溫度不變，K不變，則有K=$\frac{0.1x×0.1x}{（0.1-0.1x）×（0.1-0.1x）}$=1，解得x=50%；乙容器相當(dāng)于在甲容器平衡的基礎(chǔ)上再加入0.1molH₂O，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，甲＜乙；
故答案為：0.03mol•L^-1•min^-1； 1；    50%；＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了蓋斯定律和化學(xué)平衡的影響因素和相關(guān)計(jì)算，較為基礎(chǔ)，注意利用三段式進(jìn)行計(jì)算，題目難度中等．