Question

【題目】碳及其化合物與人類生產(chǎn)、 生活密切相關(guān)。請(qǐng)回答下列問題：

（1）羰基硫(O=C=S) 能引起催化劑中毒和大氣污染等。羰基硫的氫解和水解反應(yīng)是兩種常用的脫硫方法，其反應(yīng)原理為：

①氫解反應(yīng)： COS(g)+H2(B)H2S(g)+CO(g) △H1

②水解反應(yīng)： COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H2=-35 kJ·mol-1

已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H3=-42kJ·mol-1，則△H1=______,羰基硫氫解反應(yīng)_________(填“能”或“示能”) 設(shè)計(jì)成原電池。若平衡常數(shù)K 與溫度T之間存在1gK=a/T+b (a、b為常數(shù)) 的線性關(guān)系，圖中直線符合該氫解反應(yīng)平衡常數(shù)K與溫度T關(guān)系的是_________ (填字母)。

（2）CO 可以合成甲醇 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在體積可變的密閉容器中投入1molCO和2.5molH2,在不同條件下發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量隨溫度、壓強(qiáng)變化如圖所示。M點(diǎn)時(shí)，H2的轉(zhuǎn)化率為_________；反應(yīng)速率N 點(diǎn)v 正(CO)_________M 點(diǎn)v逆(CO) (填“>”“<”或“=”)。

（3）焦炭還原NO2 發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)。在恒溫條件下，1molNO2 和足量焦炭發(fā)生該反應(yīng)，測(cè)得平衡時(shí)NO2利CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示，計(jì)算可得M點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp(M)=_________(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度表達(dá)反應(yīng)的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

（4）常溫下,用氨水吸收CO2得到NH4HCO3溶液。在NH4HCO3 溶液中c(NH4+)________c(HCO3-)(填“>”“<”或“=”)

。反應(yīng)NH4++HCO3-+ H2ONH3· H2O +H2CO3 的平衡常數(shù)K=_________。(已知常溫下H2CO3的Ka1=4×10-7mol·L-1,Ka2=4×10-11 mol·L-1,NH3·H2O 的Kb=2×10-5mol·L-1)

Answer 1

【答案】 +7 kJ·mol-1 不能 z 20% ＜ 5Mpa ＞ 1.25×10-3

【解析】本題主要考查影響化學(xué)平衡的條件及平衡常數(shù)的計(jì)算。

（1）②-①得CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)△H3=-42kJ·mol-1，則△H1=△H2-△H3=+7 kJ·mol-1，羰基硫氫解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，不能設(shè)計(jì)成原電池。該氫解反應(yīng)平衡常數(shù)K隨著溫度T升高而增大，隨著1/T增大而減小，所以圖中直線符合該氫解反應(yīng)平衡常數(shù)K與溫度T關(guān)系的是Z。

（2）M點(diǎn)時(shí)，生成CH3OH0.25mol，消耗H20.5mol，H2的轉(zhuǎn)化率為0.5/2.5=20%；N→M，溫度不變，CH3OH減少，平衡左移，壓強(qiáng)減小，所以反應(yīng)速率N點(diǎn)v正(CO)>M點(diǎn)v逆(CO)。

（3）用p表示分壓，Kp(M)=p 2(NO2) p (N2) / p2( CO2)，圖中M點(diǎn)p (NO2) =p( CO2)，所以Kp(M)= p (N2)=1/2 p( CO2)=5MPa。

（4）因?yàn)?/span>Ka1<Kb，所以在NH4HCO3溶液中水解程度NH4+<HCO3-，結(jié)果c(NH4+)>c(HCO3-)。

反應(yīng)NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K= c(NH3·H2O)c(H2CO3)/ c(NH4+)c(HCO3-)=c(NH3·H2O)c(H2CO3) c(H＋) c(OH－)/ c(NH4+)c(HCO3-) c(H＋) c(OH－)= Kw/( Ka1Kb)= 1.25×10-3。