Question

（14分）工業(yè)上利用CO和水蒸氣在一定條件下發(fā)生反應(yīng)制取氫氣：

CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)         

某研究小組分別在體積均為2 L的恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物，使其發(fā)生反應(yīng)，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器 編號	溫度 /℃	起始量/mol	平衡量/mol	達(dá)到平衡的時(shí)間/min	達(dá)平衡時(shí)體系能量的變化/kJ
CO	H2O	CO2	H2
①	650	1	2	0.4	0.4	5	16.4kJ
②	650	2	4			t1	Q1 kJ
③	900	2	4	1.6	1.6	t2	Q2 kJ

（1）計(jì)算容器②中反應(yīng)的平衡常數(shù)K=          （計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）。

（2）容器③中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為             。

（3）容器①中反應(yīng)達(dá)平衡這段時(shí)間，化學(xué)反應(yīng)速率v (H₂) =               。

（4）該反應(yīng)的正反應(yīng)為        （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，理由是            。 

（5）下列敘述正確的是              （填字母序號）。

a．平衡時(shí)，容器①和容器②中CO₂的體積分?jǐn)?shù)相等

b．反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，Q₂ > Q₁ > 32.8 kJ

c．達(dá)到平衡的時(shí)間：t₂ > t₁>2.5 min

d．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為：CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)     △H＝－41 kJ/mol

（6）容器②中反應(yīng)進(jìn)行到t min時(shí)，測得混合氣體中CO₂的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收，得到的溶液中所有離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)?u>                     。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.17（2分）

（2）80℅（2分） 

（3）0.04mol·L^-1・min^-1（2分）

（4）吸熱（2分）；升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大（2分）

（5）a（2分）

（6）c(Na⁺)> c (CO₃^2-)>c(HCO₃^-)>c(OH^-)>c(H⁺)（2分）

【解析】

試題分析：（1）②和①為等效平衡，轉(zhuǎn)化率相等，為40%，所以K=（0.8×0.8）/(1.2×3.2)=0.17。

（2）CO₂的量為1.6mol，所以CO也轉(zhuǎn)化了1.6mol，轉(zhuǎn)化率為1.6/2=80%。（3）v (H₂) =0.4/(2×5)=0.04mol·L^-1・min^-1。（4）比較反應(yīng)②、③，升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，所以為吸熱。（5）a．①和②為等效平衡所以體積分?jǐn)?shù)相等，a正確。b．達(dá)到平衡后Q₂ > Q₁ =32.8 kJ，b錯(cuò)。c．由于③的溫度比②高，所以③的反應(yīng)速率更快，時(shí)間更短，c錯(cuò)。d．△H>0，d錯(cuò)。（6）按照方程式計(jì)算，碳酸鈉有0.4mol，碳酸氫鈉有0.05mol，而碳酸根發(fā)生水解，濃度比鈉離子低，其次是碳酸氫根，而由于碳酸根水解，碳酸氫根水解，氫氧根離子比氫離子濃度高，即：c(Na⁺)> c (CO₃^2-)>c(HCO₃^-)>c(OH^-)>c(H⁺)。

考點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)平衡，鹽類水解

點(diǎn)評：本題將化學(xué)反應(yīng)平衡與鹽類水解相結(jié)合，考點(diǎn)綜合，學(xué)生需牢固掌握這兩部分知識。