Question

實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策，是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇。化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運用所學(xué)知識，解決下列問題：

（1）已知某反應(yīng)的平衡表達式為：它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為：                   

（2）已知在一定溫度下，

①C(s)+CO₂(g)2CO(g)平衡常數(shù)K₁；   ①CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂ (g)平衡常數(shù)K₂；

③C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂ (g) 平衡常數(shù)K₃；

則K₁、K₂、K₃之間的關(guān)系是：                             。

（3）煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水

蒸氣進入反應(yīng)器時，會發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)+H₂O(g) H₂(g)+CO₂(g)，該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的

變化如下表所示：

該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是         反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”），若在500℃時進行，設(shè)起始時CO和H₂O的起始濃度均為0.020mol/L，在該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為：             。

（4）從氨催化氧化可以制硝酸，此過程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。對反應(yīng)N₂O₄(g) 2NO₂(g)  △H＞0在溫度為T₁、T₂時，平衡體系中NO₂的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是　　　　　　。

A.A、C兩點的反應(yīng)速率：A＞C

B.A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

C.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量：B＜C

D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法              

E.A、C兩點的化學(xué)平衡常數(shù)：A＞C

（5）工業(yè)上用Na₂SO₃吸收尾氣中的SO₂，再用右圖裝置電解(惰性電極)NaHSO₃制取H₂SO₄，陽極電極反應(yīng)式       

                   

 

Answer 1

【答案】

（1）C + H₂OCO + H₂  (2分)   （2）K3=K1×K2  （2分）

（3）放熱 (1分)          75% （2分）   （4）D（2分）   （5）4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑（2分）

【解析】（1）平衡常數(shù)是在一定條件下，可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知，該反應(yīng)的方程式為C + H₂OCO + H₂。

（2）根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)①＋②即得到反應(yīng)③，所以K3=K1×K2。

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度的升高，平衡常數(shù)逐漸減小。說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；設(shè)在該條件下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為x，則平衡時CO和水蒸氣的濃度都是（0.020－0.020x）mol/L，氫氣和CO₂的濃度都是0.020xmol/L。則根據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知，解得x＝0.75，即轉(zhuǎn)化率是75％。

（4）C點的壓強大于A的，所以C的反應(yīng)速率大于A的反應(yīng)速率，A不正確；增大壓強平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以顏色是A點淺，C點深，B不正確；BC兩點NO₂的含量相同，所以氣體的平均相對分子質(zhì)量相等，C不正確；B到A壓強不變，但NO₂但含量增加，說明向正反應(yīng)方向移動，因此改變的條件是升高溫度，D正確；A、C兩點的溫度相同，所以化學(xué)平衡常數(shù)相同，E不正確，答案選D。

（5）電解池中陽極失去電子，由于陽極產(chǎn)生氣體，所以是溶液中的OH^－放電，方程式為4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑。