Question

【題目】節能減排措施是我國“十一五”期間提出的政策措施。

(1)煤的燃燒，會產生大量有害氣體。將煤轉化為水煤氣，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

根據以上數據，寫出C(s)與水蒸氣反應生成CO和H2的熱化學方程式___________。

(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發生反應C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在溫度T時將所測反應數據制成下表：

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

②下列數據不再變化可表示該反應達到平衡的是___________。

a.容器內壓強 b．混合氣體的平均摩爾質量 c．混合氣體的密度

③若容器改為可變容積容器，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時能同時發生反應：

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

N2O4(g)2NO2(g) K2

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

(4)在一定溫度下，有a、硫酸氫鈉b、硫酸c、醋酸三種溶液，若三者c(H+)相同時，物質的量濃度由大到小的順序是_____，當三者c(H+)相同且體積也相同時，分別放入足量的鋅，相同狀況下產生氣體的體積由大到小的順序是___。

Answer 1

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

【解析】

(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-242.0kJmol-1，③CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJmol-1，根據蓋斯定律①-②-③可得；

(2)①根據v=計算；

②根據平衡狀態特征分析；

③根據壓強對反應的影響可得

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

(4)硫酸為二元酸，硫酸氫鈉能完全電離出H+，相當于一元強酸，醋酸為弱酸，強酸完全電離，弱酸部分電離；當c(H+)相同、體積相同時，硫酸氫鈉、硫酸完全電離，只有醋酸在繼續電離；

(1)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5 kJmol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-242.0kJmol-1，③CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJmol-1，根據蓋斯定律①-②-③可得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g))△H=+131.5kJmol-1；

(2)①0到10min內，NO的平均反應速率v(NO)==0.048molL-1min-1；

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

b．根據M=，混合氣體的質量增大，n不變，平均摩爾質量增大，混合氣體平均摩爾質量不變時達到平衡，故b正確；

c．跟ρ=，混合氣體的質量增大，體積不變，混合氣體的密度增大，混合氣體的密度不變時達到平衡，故c正確；

故答案為bc；

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

(3)一體積固定為2L的密閉容器，容器內的反應達到平衡，此時n(NO2)=0.4mol，c(NO2)=0.2mol/L，已知K2=0.1，則容器中有=0.1，可得c(N2O4)=0.4mol/L，根據反應N2O4(g)2NO2(g)得到0.2mol/L的NO2則消耗N2O40.1mol/L，則由反應2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)生成的N2O4有0.5mol/L，則生成的c(O2)=c(N2O4)=0.25mol/L，消耗的c(N2O5)=0.5mol/L，平衡時c(N2O5)=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，故K1==0.16：

(4)硫酸為二元酸，硫酸氫鈉能完全電離出H+，相當于一元強酸，醋酸為弱酸，若三者c(H+)相同時，物質的量濃度由大到小的順序是c＞a＞b；當c(H+)相同、體積相同時，硫酸氫鈉、硫酸完全電離，只有醋酸在繼續電離，則分別加入足量鋅，相同狀況產生的氣體體積由大到小的順序為c＞a=b。