问题 填空题

近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。

(1)在2升的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:

t(℃)7508501000
CO%0.72/30.5
 

1000℃时该反应的平衡常数为___________________。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时反应___________(填“向右进行”、“向左进行”或“处于平衡状态”)。

(2)已知:C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1

C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1

则CO和H2O生成CO2和H2的热化学方程式为_______________________________。

(3) 目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入

1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________;

②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数______________(填序号)

a.可能不变    b.可能减小    c.可能增大   d.不变、减小、增大皆有可能

(4)NaHCO3的水溶液呈碱性,其原因是(用文字叙述)_______________________。常温下,向100mL

0.2mol/LNaHCO3溶液中滴加amol/L的醋酸溶液,当滴加到溶液呈中性时,所用去的醋酸体积刚好也

为100mL,此时醋酸的电离常数为b, 用含b的代数式表示醋酸的浓度a=_____________________。

答案

(14分,每空2分) (1)1/3,向右进行  (2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol

(3)①0.225mol·L1·min1(单位和数值各1分) ②ac(对一个给1分,错一个倒扣1分)

(4)HCO3水解程度大于其电离程度。

a=0.2(107+b)/b或a=(107+b)/5b(其他表示形式,只要正确均给分)

题目分析:(1)       CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始浓度(mol/L)    1       2           0     0

转化浓度(mol/L)   0.5     0.5         0.5   0.5

平衡浓度(mol/L)   0.5     1.5         0.5   0.5

因为化学平衡常数是在一定条件下,当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,所以根据反应的化学方程式可知,该反应的平衡常数K=;根据表中数据可知,升高温度,CO的转化率降低。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,所以850℃时的平衡常数大于。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时Q=,所以反应向右进行。

(2)根据热化学方程式①C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1、②2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1、③C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1并依据盖斯定律可知①-②-③即得到CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),则该反应的反应热△H=-393.5kJ/mol+483.6kJ/mol-131.3kJ/mol=-41.2 kJ/mol。

(3)①根据图像可知,反应进行到10min时,反应达到平衡状态。此时生成甲醇的浓度是0.75mol/L,则根据方程式可知,消耗氢气的浓度是0.75mol/L×3=2.25mol/L,所以氢气的反应速率v(H2)=2.25mol/L÷10min=0.225mol·L1·min1

②如果温度不变,改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数不变;由于正反应是放热反应,因此降低温度平衡向正反应方向进行,平衡常数增大,因此正确的答案选ac。

(4)由于HCO3的水解程度大于HCO3的电离程度,所以碳酸氢钠溶液显碱性。醋酸的酸性强于碳酸氢钠的,因此反应中有CO2气体生成。根据电荷守恒可知c(Na)+c(H)=c(OH)+c(CH3COO),溶液显中性,则c(H)=c(OH)=10-7mol/L,所以c(CH3COO)=c(Na)=0.2mol/L÷2=0.1mol/L,所以溶液中c(CH3COOH)=0.5amol/L-c(CH3COO)=0.5amol/L-0.1mol/L,所以根据电离平衡常数表达式可知b=,即b=,解得a=

单项选择题
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