Question

减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。请回答下列问题：

（1）为减少SO₂的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。已知：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g) H₌ -241.8KJ/mol

C(s)+1/2O₂(g)=CO(g)  H₌ -110.5KJ/mol

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式                                     ；

②洗涤含SO₂的烟气，以下物质可作洗涤剂的是                         ；

a．Ca(OH)₂            b．Na₂CO₃              c．CaCl₂          d．NaHSO_3、

（2）污染物CO在催化剂作用下可以与H₂反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。

①在恒容体系中，可以判断反应达到平衡状态的依据是                      （填序号）．

a． v_正(CH₃OH)= v_逆(CO)                b． 混合气体的密度不变

c． 混合气体的平均相对分子质量不变    d． c(CO)：c(H₂)： c（ CH₃OH）= 1：2：1

②在密闭容器中充有10molCO与20molH₂，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图

M、N、Q三点的平衡常数K_M、K_N、K_Q的大小关系为____             __。

（3）汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化为：

① 已知气缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)  H＞0

汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是                  。

② 若加入1mol空气（含有0.8molN₂和0.2molO₂），1300℃时在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10^-4mol。计算该温度下的平衡常数K（写出计算过程，计算过程中数据可作近似处理）

③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：

2CO(g)=2C(s)+O₂(g) H＞0，该设想能否实现？       （选填“能”或“不能”），依据是                              。

④ 目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学反应方程式为                                   。

Answer

（1）①C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol；②ac；

（2）①ac；②KM=KN＞KQ；

（3）①温度升高，反应速率加快，平衡右移；②4×10-6；

③不能该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行；

④2CO+2NO2CO2+N2

【解析】

试题分析：（1）①H2（g）+O2（g）=H2O （g）△H=-241.8kJ•mol-1 ①

C（s）+O2（g）=CO （g）△H=-110.5kJ•mol-1②

利用盖斯定律将方程式变形：②-①得 C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，

故答案为：C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol；

②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能够与碱反应：SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O；二氧化硫水溶液是亚硫酸所以也能够与碳酸钠反应：SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑所以可以用氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液做洗涤剂；二氧化硫与氯化钙溶液不反应，且在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度很小，所以不能用氯化钙和亚硫酸氢钠溶液做洗涤液，故答案为：ac；

（2）①a、v正(CH3OH)= v逆(CO)表示正逆反应速率相等，可以判断反应达到平衡状态，故正确；b、容器中气体的质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终不变，不能判断反应达到平衡状态，故错误c、该反应属于气体的物质的量变化的反应，混合气体的平均相对分子质量随着反应的进行，不断变化，混合气体的平均相对分子质量不变，可以判断反应达到平衡状态，故正确；d、平衡时各种组分的浓度不变，组分间没有量的关系要求，c(CO)：c(H2)：c（ CH3OH）= 1：2：1，不能判断反应达到平衡状态，故错误；故选ac；

②由图可知，一定压强下，温度越高，CO的转化率越低，说明升高稳定平衡向逆反应方向移动，Q的温度高于N点，故平衡常数KM＞KQ=KN，故答案为：KM=KN＞KQ；

（3）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0，反应时气体体积不变的吸热反应，温度升高，反应速率加快，平衡右移，单位时间内NO排放量越大； 故答案为：温度升高，反应速率加快，平衡右移；

②1mol空气中含有0.8mol N2和0.2mol O2，1300℃时在含1mol空气的密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10-4mol，

N2（g） + O2（g） ═ 2NO（g）

起始量（mol） 0.8 0.2 0

变化量（mol） 4×10-4 4×10-4 8×10-4

平衡量（mol） 0.8-4×10-4 0.2-4×10-4 8×10-4

反应前后气体物质的量不变，用气体物质的量代替平衡浓度计算平衡常数K=≈4×10-6；故答案为：4×10-6；

③2CO（g）═2C（s）+O2（g）△H=+221kJ•mol-1，反应是焓变增大，熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H-T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；故答案为：不能；该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行；

④汽车尾气系统装置中CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为2CO+2NO2CO2+N2，故答案为：2CO+2NO2CO2+N2

考点：考查了热化学方程式的书写、化学平衡的移动、化学平衡常数的计算等相关知识。