Question

【題目】節(jié)能減排措施是我國“十一五”期間提出的政策措施。

(1)煤的燃燒，會產(chǎn)生大量有害氣體。將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣，可有效降低排放。

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5 kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式____________。

(2)汽車尾氣的排放是大氣污染物的重要來源，其中含有NO氣體。根據(jù)資料顯示用活性炭還原法可以處理氮氧化物，某硏究小組向固定容積的密閉容器中加入一定量的活性炭和NO發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在溫度T時將所測反應(yīng)數(shù)據(jù)制成下表：

①0到10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=___________mol·L－1·min－1。

②下列數(shù)據(jù)不再變化可表示該反應(yīng)達到平衡的是________________________。

a.容器內(nèi)壓強 b．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量 c．混合氣體的密度

③若容器改為可變?nèi)莘e容器，達平衡后，再充入少量NO氣體，再次達到平衡時N2的濃度 ____________（填“增大”，“減小”，或“不變”）

(3)在某溫度T時能同時發(fā)生反應(yīng)：

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) K1

N2O4(g)2NO2(g) K2

若向一體積固定為2L的密閉容器內(nèi)加入N2O5 2mol，一段時間后，容器內(nèi)的反應(yīng)達到平衡，此時n(NO2)=0.4mol，已知K2=0.1，請計算出K1=___________。

Answer 1

【答案】C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1 0.048 bc 不變 0.16

【解析】

（1）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJmol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律①-②-③可得；

（2）①根據(jù)v=c÷t計算；

②根據(jù)平衡狀態(tài)特征分析；

③根據(jù)壓強對反應(yīng)的影響可得；

（3）一體積固定為2L的密閉容器，容器內(nèi)的反應(yīng)達到平衡，此時n（NO2）=0.4mol，c（NO2）=0.2mol/L，已知K2=0.1，則容器中有c2(NO2)÷c(N2O4)=0.1，可得c（N2O4）=0.4mol/L，根據(jù)反應(yīng)N2O4（g）2NO2（g）得到0.2mol/L的NO2則消耗N2O40.1mol/L，則由反應(yīng)2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g）生成的N2O4有0.5mol/L，再根據(jù)反應(yīng)解得各物質(zhì)的濃度，計算K1；

(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=393.5kJmol1

②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根據(jù)蓋斯定律①②③得C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1；

故答案為：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1；

(2)①0到10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=（1.00mol/L0.52mol/L）÷10min=0.048 mol·L－1·min－1；

故答案為：0.048；

②a.反應(yīng)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)是個氣體體積不變的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強始終保持不變，故a錯誤；

b.根據(jù)M=m混÷n，混合氣體的質(zhì)量增大，n不變，平均摩爾質(zhì)量增大，混合氣體平均摩爾質(zhì)量不變時達到平衡，故b正確；

c.跟ρ=m混÷V，混合氣體的質(zhì)量增大，體積不變，混合氣體的密度增大，混合氣體的密度時達到平衡，故c正確；

故答案為：bc；

③若容器改為可變?nèi)莘e容器達平衡后改變某一條件，一段時間后，反應(yīng)再次達到原平衡，因為反應(yīng)是個氣體體積不變的反應(yīng)，故壓強對其平衡無影響，故可以是增加NO濃度；

故答案為：增加NO濃度；

(3) 一體積固定為2L的密閉容器，容器內(nèi)的反應(yīng)達到平衡，此時n（NO2）=0.4mol，c（NO2）=0.2mol/L，已知K2=0.1，則容器中有c2(NO2)÷c(N2O4)=0.1，

可得c（N2O4）=0.4mol/L，根據(jù)反應(yīng)N2O4（g）2NO2（g）得到0.2mol/L的NO2則消耗N2O40.1mol/L，則由反應(yīng)2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g）生成的N2O4有0.5mol/L，則生成的c(O2)=1/2c(N2O4)=0.25mol/L,消耗的c(N2O5)=0.5mol/L,平衡時c(N2O5)=1mol/L0.5mol/L=0.5mol/L,故K1=0.25×0.42÷0.52=0.16:

故答案為：0.16；