Question

【題目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化對(duì)建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國(guó)具有重要意義。

(1)海水中無(wú)機(jī)碳的存在形式及分布如圖所示,用離子方程式表示海水呈弱堿性的主要原因______________________。已知春季海水pH＝8.1，預(yù)測(cè)冬季海水堿性將會(huì)_______(填“增強(qiáng)”或“減弱”)，理由是_________________。

(2)工業(yè)上以CO和H2為原料合成甲醇的反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＜0，在容積為1L的恒容容器中，分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇。如圖是上述三種溫度下不同H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。

A．a、b、c三點(diǎn)H2轉(zhuǎn)化率：c＞a＞b

B．上述三種溫度之間關(guān)系為T1＞T2＞T3

C．c點(diǎn)狀態(tài)下再通入1molCO和4molH2，新平衡中H2的體積分?jǐn)?shù)增大

D．a點(diǎn)狀態(tài)下再通入0.5molCO和0.5molCH3OH，平衡不移動(dòng)

(3)NO加速臭氧層被破壞，其反應(yīng)過(guò)程如下圖所示：

①NO的作用是_________________。

②已知：O3(g)＋O(g)===2O2(g) ΔH＝－143kJ·mol－1

反應(yīng)1：O3(g)＋NO(g)===NO2(g)＋O2(g) ΔH1＝－200.2kJ·mol－1 。

反應(yīng)2：熱化學(xué)方程式為____________________________。

(4)若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－759.8kJ·mol -1，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N的體積分?jǐn)?shù)隨n(CO)n(NO)的變化曲線如下圖。

①b點(diǎn)時(shí)，平衡體系中C、N原子個(gè)數(shù)之比接近________。

②a、b、c三點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率從小到大的順序?yàn)?/span>________；b、c、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>__________。

③若n(CO)n(NO)＝0.8，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，N的體積分?jǐn)?shù)為20%，則NO的轉(zhuǎn)化率為_____。

Answer 1

【答案】HCO3-+H2O=H2CO3+OH-； 減弱； 水解是吸熱的，溫度越低，水解程度越低； D； 催化劑； NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) △H=+57.2 kJ/mol； 1：1； c<b<a； b=c>d； 60%。

【解析】

（1）本小題考察鹽類水解，水解平衡為吸熱反應(yīng)，冬天溫度降低，水解平衡逆向移動(dòng)，溶液堿性減弱；

（2）根據(jù)圖中n(H2)/n(CO)越大，即增大氫氣濃度，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大；根據(jù)圖中關(guān)系，當(dāng)n(H2)/n(CO)一定時(shí)，溫度升高，CO轉(zhuǎn)化率變大，反應(yīng)正方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，與題意反應(yīng)是放熱反應(yīng)像違背；利用反應(yīng)平衡常數(shù)，在此基礎(chǔ)上再加入反應(yīng)物質(zhì)，可求出Qc，比較Qc與K即可推斷出平衡是否移動(dòng)。

（3）通過(guò)圖示，不難得到NO起著催化劑的作用，根據(jù)蓋斯定律，可以得到反應(yīng)2的熱化學(xué)方程式；

（4）當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比加入時(shí)，平衡時(shí)的N2的體積分?jǐn)?shù)最大，所以b點(diǎn)的平衡體系中C、N原子個(gè)數(shù)比接近1：1；根據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)n(CO)/n(NO)一定時(shí)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)變小，CO的轉(zhuǎn)化率變��；列出三段式即可求出NO的轉(zhuǎn)化率。

(1)海水呈弱堿性的主要原因是HCO3-+H2O=H2CO3+OH-；春季海水pH＝8.1，水解平衡為吸熱反應(yīng)，冬天溫度降低，水解平衡逆向移動(dòng)，溶液堿性減弱；

(2) A.根據(jù)圖中n(H2)/n(CO)越大，即增大氫氣濃度，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，而氫氣轉(zhuǎn)化率變小，圖中CO轉(zhuǎn)化率c>b，所以氫氣轉(zhuǎn)化率b>c；a、b兩點(diǎn)的n(H2)/n(CO)相同，CO轉(zhuǎn)化率越大，氫氣的轉(zhuǎn)化率越大，所以a>b。綜上氫氣的轉(zhuǎn)化率為a>b>c；A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.根據(jù)圖中關(guān)系，當(dāng)n(H2)/n(CO)一定時(shí)，溫度升高，CO轉(zhuǎn)化率變大，反應(yīng)正方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，與題意反應(yīng)是放熱反應(yīng)像違背；所以溫度T1<T2<T3；B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.c點(diǎn)狀態(tài)下再通入1molCO和4molH2，等效平衡在原平衡的基礎(chǔ)上壓強(qiáng)增大一倍，正方向?yàn)闅怏w體積減小的反應(yīng)，故平衡正向移動(dòng)，新平衡中H2的體積分?jǐn)?shù)減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；

D.T1溫度下，a點(diǎn)n(H2)/n(CO)=1.5，列出三段式： ，T1溫度下的平衡常數(shù)K= =4，再通入0.5molCO和0.5molCH3OH，Qc= =4，所以平衡不移動(dòng)，D項(xiàng)正確；

（3）反應(yīng)①是臭氧在NO作用下生成二氧化氮和氧氣，二氧化氮在氧原子作用下生成NO和氧氣，反應(yīng)過(guò)程中NO參與反應(yīng)后又生成，所以NO作用為催化劑；

根據(jù)蓋斯定律兩個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)相減可得到反應(yīng)2的熱化學(xué)方程式：NO2(g)+O(g)=NO(g)+O2(g) △H=+57.2kJ/mol；

（4）①當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比加入時(shí)，平衡時(shí)的N2的體積分?jǐn)?shù)最大，所以b點(diǎn)的平衡體系中C、N原子個(gè)數(shù)比接近1：1；

②增大n(CO)/n(NO)，CO轉(zhuǎn)化率降低，所以a、b、c三點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率從小到大的順序?yàn)?/span>c<b<a；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以b、c點(diǎn)的平衡常數(shù)相同，反應(yīng)放熱，升溫平衡正向移動(dòng)，N2的體積分?jǐn)?shù)減小，所以T1>T2，d點(diǎn)平衡常數(shù)小于b、c點(diǎn)，所以b、c、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>b=c>d；

③若n(CO)n(NO)＝0.8，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，N的體積分?jǐn)?shù)為20%，令平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化了xmol，列出三段式： ，N的體積分?jǐn)?shù)為 =20%，解得x=0.6，所以CO轉(zhuǎn)化率為0.6/1=60%。