Question

CO₂、CO是化石燃料燃烧后的主要产物。

（1）将体积比为2:1的CO₂和CO混合气体通入有适量Na₂O₂固体的密闭容器中,同时不断地用电火花点燃,产生一种固体物质,将该物质溶于水配成溶液。已知25℃时,该溶液的K_h1=5×10^-5 mol·L^-1,则当溶液中c（HCO₃^-）:c（CO₃^2-）=1:2时,溶液的pH约为___。

（2）已知:2CO（g）+ O₂（g）=2CO₂（g）   ∆H=-566.0kJ·mol ^-1 ,键能E（O=O）=499.0kJ· mol^-1

①CO（g） +O₂（g）CO₂（g）+O（g）的   ∆H=___ kJ·mol^-1。

②已知2500K时,①中反应的平衡常数为0.40,某时刻该反应体系中各物质浓度满足:c（CO）·c（O₂）=c（CO₂）·c（O）,则此时反应___（填“向左”或“向右"）进行。

（3）已知:在密闭容器中CO₂分解反应CO₂（g）CO（g）+O（g）的实验结果如图1所示，反应2CO₂（g）=2CO（g） +O₂（g）中1 molCO₂在不同温度下的平衡分解量如图2所示。

①分析图1,2 min内v（CO₂）= _____。

②分析图2,1500°C时反应达平衡，此时容器体积为1L，则反应的平衡常数K=____（保留两位有效数字）。

（4）在容积可变的密闭容器中发生反应CO₂（g）+H₂（g）CO（g）+ H₂O（g）,c（CO）随反应时间t的变化如图中曲线I 所示,此时平衡时容器体积为3L,若在t₀时刻分别改变一个条件,曲线I变为曲线Ⅱ,改变的条件是_____；当通过改变压强使曲线I变为曲线Ⅲ时,曲线Ⅲ达到平衡时容器的体积为___。

Answer

10 -33.5 向左 310-7 molL-1min-1 3.210-8molL-1（不带单位不扣分） 使用催化剂 2L

【解析】

(1)已知25℃时，该溶液的Kh1= =5×10-5mol•L-1，则当溶液中c(HCO3-)：c(CO32-)=1：2时，则=5×10-5mol•L-1，c(OH-)==1×10-4mol•L-1，故c(H+)=1×10-10mol•L-1，所以pH=10，故答案为：10；

(2)①已知：键能E(O＝O)=499.0kJ•moI-1，故O2(g)→2O(g) △H=+499kJ•moI-1，设此反应为Ⅰ，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1，设此反应为Ⅱ，则(Ⅰ+Ⅱ)可得CO(g)+O2(g)⇌CO2(g)+O(g)，所以该反焓变为 kJ•moI-1 =-33.5kJ•moI-1；故答案为：-33.5；

②某时刻该反应体系中各物质浓度满足：c(CO)•c(O2)=c(CO2)•c(O)，故Qc=1，已知2500K时，①中反应的平衡常数为0.40，说明Qc＞K，则反应逆向进行；故答案为：向左；

(3)①已知：反应CO2(g)⇌CO(g)+O(g)在密闭容器中CO2分解实验的结果如图1；从图1，求2min内v(CO2)=v(O)= =3×10-7mol•L-1•min-1；故答案为：3×10-7mol•L-1•min-1；

②由图中可知φ(O2)=0.2%，1molCO2在不同温度下的平衡分解量如图2，1500℃时反应达平衡，此时容器体积为1L，建立如下三段式：

平衡时，氧气的体积分数为0.2%，则φ(O2)==0.2%，则x=0.002，则c(CO2)=0.996mol/L，c(CO)=0.004mol/L，c(O2)=0.002mol/L，根据平衡常数定义可知K=≈3.2×10-8 mol•L-1；故答案为：3.2×10-8 mol•L-1；

(4)分析图象知t0时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，一氧化碳的平衡浓度没有变化而达平衡的时间缩短，改变的条件是加入催化剂；反应②为反应前后气体物质的量不变的反应，改变压强，平衡不移动，曲线I变为曲线Ⅲ时，一氧化碳的浓度由0.3mol/L变为0.45mol/L，容器的体积由3L变为2L。故答案为：加入催化剂；2L。