Question

【题目】工业和生活中产生的废气、、对环境有害，若能合理的利用吸收，可以减少污染，变废为宝。

(1)已知甲烷的燃烧热为；1mol水蒸气变成液态水放热： ,则 ____________。

(2)汽车尾气中含有和，某研究小组利用反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)实现气体的无害化排放。T℃时，在恒容的密闭容器中通入一定量的和，能自发进行上述反应，测得不同时间的和的浓度如表：

时间	0	1	2	3	4	5

①0到2s内用表示的化学反应速率为______，该温度下，反应的平衡常数K1=______。

②若该反应在恒容绝热条件下进行，再次达到平衡后的平衡常数为K2，则K1______ K2（填“＞”、“＜”'或“＝”）。

(3)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2(g) △H<0

若向恒容密闭容器中通入和，反应在不同条件下进行上述反应，反应体系总压强随时间变化如图所示，与实验a相比，span>b组、c组分别改变的实验条件可能是 ____________、____________。

(4)常温下，用溶液作捕捉剂可以降低碳排放。若某次捕捉后得到pH=10的溶液，则溶液中____________。（常温下、）

Answer 1

【答案】-1168kJ/mol 1.875×10-4mol/(L·s) 5000L/mol > 使用适当的催化剂 升高温度 2：1

【解析】

(1)根据图2写出热化学方程式，利用甲烷燃烧热写出热化学方程式，根据1mol水蒸气变成液态水放热44kJ，写出热化学方程式，再利用盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减，得到目标热化学方程式；

(2)①根据图表，0～2s内，NO的浓度变化为△c(NO)=(1-0.25)×10-3=0.75×10-3mol/L，反应经历的时间为△t=2s，则NO的化学反应平均速率为v(NO)=计算，根据速率之比等于化学计量数之比计算N2的化学反应平均速率，该反应的化学平衡常数为K=，根据反应方程式计算各组分的平衡浓度并代入；

②反应为2CO+2NON2+2CO2，为气体数减少的反应，熵变△S＜0，由于反应能自发进行，则焓变△H＜0，反应为放热反应，若该反应在绝热恒容条件下进行，随着反应的进行，容器内温度升高，升温使化学平衡向逆反应方向移动来分析K1、K2的大小；

(3)b与a比较，反应速率快，平衡总压强不变，说明平衡不移动；c与a比较，平衡时总压强大，根据物质的量与气体压强的关系，通过温度变化分析判断；

(4)由题意pH=10，可计算c(OH-)=10-4mol/L，由CO32-+H2OHCO3-+OH-可得：Kb== 据此进行计算。

(1)根据图2，旧键断裂吸收能量为：945+498=1443kJ/mol，放出能量为：2×630=1260kJ/mol，则热化学方程式为2NO(g)=O2(g)+N2(g) △H=-1260kJ/mol+1443kJ/mol=183kJ/mol ①；

甲烷燃烧热为890kJ/mol，可写出热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol ②；

H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol③；

由盖斯定律可知②+①×2-③×2，可得目标热化学方程式，则△H=-810.1kJ/mol+183/mol×2-(44kJ/mol)×2=-1168kJ/mol；

(2)①根据图表，0～2s内，NO的浓度变化为△c(NO)=(1-0.25)×10-3 mol/L =0.75×10-3mol/L，反应经历的时间为△t=2s，则NO的化学反应平均速率为v(NO)==3.75×10-4mol/(L·s)，根据速率之比等于化学计量数之比，则0～2s内用N2表示的化学反应速率为v(N2)=v(NO)= 1.875×10-4mol/（Ls）；据表中数据，平衡时，c(NO)=0.1×10-3mol/（Ls），c(CO)=2.70×10-3mol/（Ls），根据反应方程式：2CO+2NON2+2CO2，则平衡时，c(N2)=0.45×10-3mol/L，c(CO2)=0.9×10-3mol/L，则平衡常数为K==5000L/mol；

②反应为2CO+2NON2+2CO2，为气体数减少的反应，熵变△S<0，由于反应能自发进行，则焓变△H<0，反应为放热反应，若该反应在绝热恒容条件下进行，随着反应的进行，容器内温度升高，升温使化学平衡向逆反应方向移动，则正向进行的趋势不断减小，平衡常数减小，因此K1＞K2；

(3)b与a比较，反应速率快，达到平衡所需的时间短，但平衡总压强不变，说明平衡时气体的物质的量与条件a比较，物质的量不变，平衡不发生移动，则改变的条件为使用合适的催化剂；c与a比较，反应速率快，达到平衡所需的时间短，而且平衡时总压强大，由于该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，平衡逆向移动，反应速率快，则改变的条件为升高温度；

(4)根据题意pH=10，可计算c(OH-)=10-4mol/L，由于CO32-+H2OHCO3-+OH-可得：Kb==，==2：1，则c(CO32-)：c(HCO3-)=2：1。