Question

实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识，解决下列问题：

（1）已知某反应的平衡表达式为：它所对应的化学反应为：                   

（2）已知在一定温度下，

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

③C(s)+H₂O(g) CO(g)+H₂ (g) 平衡常数K₃；

则K₁、K₂、K₃之间的关系是：                             。

（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水

蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H₂O(g) H₂(g)+CO₂(g)，该反应平衡常数随温度的

变化如下表所示：

该反应的正反应方向是         反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H₂O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为：             。

（4）从氨催化氧化可以制硝酸，此过程中涉及氮氧化物，如NO、NO₂、N₂O₄等。对反应N₂O₄(g) 2NO₂(g)  △H＞0在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是　　　　　　。

A.A、C两点的反应速率：A＞C

B.A、C两点气体的颜色：A深，C浅

C.B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C

D.由状态B到状态A，可以用加热的方法              

E.A、C两点的化学平衡常数：A＞C

（5）工业上用Na₂SO₃吸收尾气中的SO₂，再用右图装置电解(惰性电极)NaHSO₃制取H₂SO₄，阳极电极反应式       

                   

 

Answer 1

【答案】

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

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

【解析】（1）平衡常数是在一定条件下，可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据平衡常数的表达式可知，该反应的方程式为C + H₂OCO + H₂。

（2）根据盖斯定律可知，反应①＋②即得到反应③，所以K3=K1×K2。

（3）根据表中数据可知，随温度的升高，平衡常数逐渐减小。说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应；设在该条件下，CO的平衡转化率为x，则平衡时CO和水蒸气的浓度都是（0.020－0.020x）mol/L，氢气和CO₂的浓度都是0.020xmol/L。则根据平衡常数的表达式可知，解得x＝0.75，即转化率是75％。

（4）C点的压强大于A的，所以C的反应速率大于A的反应速率，A不正确；增大压强平衡向逆反应方向移动，所以颜色是A点浅，C点深，B不正确；BC两点NO₂的含量相同，所以气体的平均相对分子质量相等，C不正确；B到A压强不变，但NO₂但含量增加，说明向正反应方向移动，因此改变的条件是升高温度，D正确；A、C两点的温度相同，所以化学平衡常数相同，E不正确，答案选D。

（5）电解池中阳极失去电子，由于阳极产生气体，所以是溶液中的OH^－放电，方程式为4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑。