Question

（11分）研究燃料的燃烧和对污染气体产物的无害化处理，对于防止大气污染有重要意义。

（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制H₂和CO的热化学方程式                         。

（2）一定条件下，在密闭容器内，SO₂被氧化成SO₃的热化学方程式为：2SO₂(g)+O₂(g)  2SO₃(g)；

△H=−a kJ/mo1，在相同条件下要想得到2akJ热量，加入各物质的物质的量可能是            

A．4mo1 SO₂和2mol O₂　　　　　 B．4mol SO₂、2mo1 O₂和2mol SO₃

C．4mol SO₂和4mo1 O₂　　　     D．6mo1 SO₂和4mo1 O₂

（3）汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化：

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

在一定温度下的定容密闭容器中，能说明此反应已达平衡的是          

A．压强不变                   B．混合气体平均相对分子质量不变

C．2v_正(N₂)＝v_逆(NO)           D． N₂的体积分数不再改变

②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，

简述该设想能否实现的依据                                                             。

（4）燃料CO、H₂在一定条件下可以相互转化：CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)。在420℃时，平衡常数K=9。若反应开始时，CO、H₂O的浓度均为0．1mol/L，则CO在此反应条件下的转化率为               。

 

Answer 1

【答案】

（1）C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) H=+131．3kJ/mol  (3分)(方程式及下标正确可给1分)  

（2）D  (2分)

（3）①CD    (2分)     

②该反应是焓增、熵减的反应。根据G=H—TS, G＞0,不能实现。  (2分)

（4）75%  (2分)

【解析】

试题分析：（1）已知：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g) H1= −241．8kJ/mol  ；C(s)+1/2O₂(g)=CO(g) H2= −110．5kJ/mol根据盖斯定律，用方程式2减去方程式1，可得：写出焦炭与水蒸气反应制H₂和CO的热化学方程式（1）C(s)+H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) H=+131．3kJ/mol  。（2）由反应方程式可知生成2mol的SO₃时放热a kJ，想得到2a kJ热量，则需生成4molSO₃；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到4molSO₃，SO₂与O₂物质的量必须要多于4mol和 2mol，故D符合，B选项中既有正反应又有逆反应，最终放出的热量小于2akJ，故选D．（3）①A．由于反应前后体积不变，故压强始终不变不能做为平衡判断依据，错误； B．由于反应前后总质量和总物质的量都不改变，故混合气体平均相对分子质量不变，故不能做为平衡判断依据，错误；选CD。②由反应2CO(g)=2C(s)+O₂(g)  H＞0，可知该反应是焓增、熵减的反应。根据G=H—TS, G＞0,不能实现。

（4）解：令平衡时CO的浓度变化量为xmol/L，则：

                  CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）

开始（mol/L）：0．1         0．1          0        0

变化（mol/L）：c           c            c        c

平衡（mol/L）：0．1-c     0． 1-c        c        c

故=9   解得c=0．075，故一氧化碳在此条件下的平衡转化率=75%，故答案为：75%．

考点：本题考查了化学平衡的有关计算、化学平衡常数的应用，判断反应进行的程度、判断反应进行的方向等。