Question

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

(1)海水中無機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，預測冬季海水堿性將會_______(填“增強”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：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CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關系。下列說法正確的是________(填字母)。

A．a、b、c三點H2轉(zhuǎn)化率：c＞a＞b

B．上述三種溫度之間關系為T1＞T2＞T3

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

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

(3)NO加速臭氧層被破壞，其反應過程如下圖所示：

①NO的作用是_________________。

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

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

反應2：熱化學方程式為____________________________。

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

①b點時，平衡體系中C、N原子個數(shù)之比接近________。

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

③若n(CO)n(NO)＝0.8，反應達平衡時，N的體積分數(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，冬天溫度降低，水解平衡逆向移動，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，CO的轉(zhuǎn)化率增大；根據(jù)圖中關系，當n(H2)/n(CO)一定時，溫度升高，CO轉(zhuǎn)化率變大，反應正方向為吸熱反應，與題意反應是放熱反應像違背；利用反應平衡常數(shù)，在此基礎上再加入反應物質(zhì)，可求出Qc，比較Qc與K即可推斷出平衡是否移動。

（3）通過圖示，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2的熱化學方程式；

（4）當反應物按化學計量數(shù)之比加入時，平衡時的N2的體積分數(shù)最大，所以b點的平衡體系中C、N原子個數(shù)比接近1：1；根據(jù)反應是放熱反應，當n(CO)/n(NO)一定時，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)變小，CO的轉(zhuǎn)化率變�。涣谐鋈�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，冬天溫度降低，水解平衡逆向移動，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，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項錯誤；

B.根據(jù)圖中關系，當n(H2)/n(CO)一定時，溫度升高，CO轉(zhuǎn)化率變大，反應正方向為吸熱反應，與題意反應是放熱反應像違背；所以溫度T1<T2<T3；B項錯誤；

C.c點狀態(tài)下再通入1molCO和4molH2，等效平衡在原平衡的基礎上壓強增大一倍，正方向為氣體體積減小的反應，故平衡正向移動，新平衡中H2的體積分數(shù)減小，C項錯誤；

D.T1溫度下，a點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，D項正確；

（3）反應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，反應過程中NO參與反應后又生成，所以NO作用為催化劑；

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

（4）①當反應物按化學計量數(shù)之比加入時，平衡時的N2的體積分數(shù)最大，所以b點的平衡體系中C、N原子個數(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CO的轉(zhuǎn)化率從小到大的順序為c<b<a；平衡常數(shù)只與溫度有關，所以b、c點的平衡常數(shù)相同，反應放熱，升溫平衡正向移動，N2的體積分數(shù)減小，所以T1>T2，d點平衡常數(shù)小于b、c點，所以b、c、d三點的平衡常數(shù)從大到小的順序為b=c>d；

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