Question

【題目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性質或轉化對建設生態(tài)文明，美麗中國具有重要意義。

(1)海水中無機碳的存在形式及分布如圖所示：

用離子方程式表示海水呈弱堿性的原因______________。已知春季海水pH＝8.1，預測夏季海水堿性將會_____________(填“增強”或“減弱”)。

(2)工業(yè)上以CO和H2為原料合成甲醇的反應：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0，在容積為1 L的恒容容器中，分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇。如圖是上述三種溫度下不同H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質的量均為1 mol)與CO平衡轉化率的關系。下列說法正確的是________(填字母)。

A．a、b、c三點H2轉化率：c＞a＞b

B．上述三種溫度之間關系為T1＞T2＞T3

C．a點狀態(tài)下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH，平衡不移動

D．c點狀態(tài)下再通入1 mol CO和4 mol H2，新平衡中H2的體積分數增大

(3)NO加速臭氧層被破壞，其反應過程如下圖所示：

①NO的作用是___________________。

②已知：

O3(g)＋O(g)=2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1

反應1：O3(g)＋NO(g)=NO2(g)＋O2(g)　ΔH1＝－200.2 kJ·mol－1。

反應2：熱化學方程式為______________________。

(4)若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－759.8 kJ·mol－1，反應達到平衡時，N2的體積分數隨的變化曲線如下圖。

①b點時，平衡體系中C、N原子個數之比接近________。

②a、b、c三點CO的轉化率從大到小的順序為________；a、c、d三點的平衡常數從大到小的順序為__________。

③若 ＝0.8，反應達平衡時，N2的體積分數為20%，則CO的轉化率為__________。

Answer 1

【答案】CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－ 增強 C 催化劑 NO2(g)＋O(g)=NO(g)＋O2(g)　ΔH2＝＋57.2 kJ·mol－1 1∶1 a＞b＞c a＝c＞d 75%

【解析】

(1)CO＋H2OHCO＋OH－、HCO＋H2OH2CO3＋OH－，CO、HCO水解使溶液呈堿性；水解反應為吸熱反應，夏天溫度升高，平衡正向移動，c(OH－)增大，所以夏季海水堿性將會增強；

(2)A.由圖可知a、b兩點加入H2與CO的物質的量之比相同，因而CO轉化率大的，H2的轉化率也大，顯然a＞b，c點相當于增大H2的含量，其轉化率變小，故a＞b＞c，故A錯誤；

B.該反應為放熱反應，在相同時，升高溫度，α(H2)變小，則T3＞T2＞T1，故B錯誤；

C.a點H2和CO的起始比為1.5:1，CO平衡轉化率為50%，達到平衡時CO(g)、H2(g)、CH3OH的物質的量分別為為0.5mol、0.5mol、0.5mol，K=4，再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH，Q=4，K=Q，故平衡不移動，故C正確；

D.c點通入1 mol CO和4 mol H2，相當于增大壓強，平衡正向移動，H2的體積分數變小，故D錯誤；

選C；

(3)①開始有NO參加反應，循環(huán)后又生成NO，故其為催化劑。

②O3(g)＋O(g)=2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1 Ⅰ

反應1：O3(g)＋NO(g)=NO2(g)＋O2(g)　ΔH1＝－200.2 kJ·mol－1 Ⅱ

根據蓋斯定律Ⅰ-Ⅱ得反應2的熱化學方程式NO2(g)＋O(g)=NO(g)＋O2(g)　ΔH2＝＋57.2 kJ·mol－1；

(4)①當反應物按化學計量數之比加入時，平衡時N2的體積分數最大，故b點時平衡體系中C、N原子個數之比接近1∶1；

②增大，CO的轉化率降低，所以CO的轉化率a＞b＞c。平衡常數只與溫度有關，所以a點與c點的平衡常數K相同。該反應為放熱反應，升溫平衡逆向移動，N2的體積分數減小，所以T1＞T2，d點的平衡常數小于a點和c點；

③設CO起始物質的量為0.8 mol，反應達平衡時，CO轉化了x mol，則有：

平衡時，N2的體積分數為，解得x＝0.6。所以CO的轉化率為75%。