Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)在指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保等方面具有重要作用，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知熱化學(xué)方程式：

①2C(s)+H2(g) = C2H2(g) △H1

②C(s)+O2(g) = CO2(g) △H2

③H2(g) +O2(g) = H2O(l) △H3

則表示C2H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為____________________________。

（2）利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中加入2molSO2、1molO2，研究T℃時(shí)，反應(yīng)2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g) △H<0，體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示：

反應(yīng)時(shí)間/min	0	5	10	15	20	25	40
壓強(qiáng)/kPa	20.0	19.5	18.3	16.0	16.0	16.0	22.0

①平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率α= _________ %；

②T℃時(shí)，反應(yīng)2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g)的平衡常數(shù)Kp= ________kPa－1[氣體分壓（p分）=氣體總壓（p總）×體積分?jǐn)?shù)，Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)]。

③下圖分別代表焓變（△H）、混合氣體平均相對(duì)分子（）、SO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)[ψ(SO2)]和混合氣體壓強(qiáng)(p)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系，下圖正確且能表明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。

A B C D

④40min時(shí)，改變的條件可能是_______________________________（寫2點(diǎn)）。

（3）某含鈷催化劑可以催化消除柴油車尾氣中的碳煙（C）和NOx。不同溫度下，將模擬尾氣（成分如下表所示）以相同的流速通過(guò)該催化劑，測(cè)得所有產(chǎn)物（CO2、N2、N2O）與NO的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖所示。

模擬尾氣	氣體（10 mol）			碳煙
	NO	O2	He
物質(zhì)的量/mol	0.025	0.5	9.475	n

①二氧化碳的電子式為__________________。

②375℃時(shí)，測(cè)得排出的氣體中含0.45molO2和0.0525molCO2，則Y的化學(xué)名稱為______。

Answer 1

【答案】C2H2(g)+5/2 O2(g)= CO2(g)+ H2O(l) △H=(2△H2-△H1+△H3) 60% 0.8 BC 升高溫度、增加反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量 一氧化二氮

【解析】

（1）已知熱化學(xué)方程式：①2C(s)+H2(g) = C2H2(g)△H1；②C(s)+O2(g) = CO2(g)△H2；③H2(g) +O2(g) = H2O(l) △H3，根據(jù)蓋斯定律②2-①+③為C2H2(g)+5/2 O2(g)= CO2(g)+ H2O(l) △H=(2△H2-△H1+△H3)。C2H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C2H2(g)+5/2 O2(g)= CO2(g)+ H2O(l) △H=(2△H2-△H1+△H3)。答案：C2H2(g)+5/2 O2(g)= CO2(g)+ H2O(l) △H=(2△H2-△H1+△H3)。

（2）由表格數(shù)據(jù)可知15min時(shí)達(dá)到平衡，利用三段式

2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g)

初始量（mol） 2 1 0

變化量（mol） 2x x 2x

平衡量（mol）2-2x 1- x 2x

根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比：20.0/16.0=3/(3-x).解得x=0.6mol, ①平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率α=0.6/2=60%；答案：60%。

②T℃時(shí)，反應(yīng)2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g)的平衡常數(shù)Kp=P2(SO3 )/[p2 (SO2)p(O2)]=( 16.01.2/2.4)2/[(16.00.8/2.4)2( 16.00.4/2.4)]=0.8kPa－1。答案：0.8

③因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)伴隨能量變化，所以當(dāng)焓變不在變化時(shí)，說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

因?yàn)?/span>2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g)是兩邊化學(xué)計(jì)量數(shù)不等且是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以隨反應(yīng)進(jìn)行，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大，當(dāng)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不在變化說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；

SO2屬于反應(yīng)物，隨反應(yīng)進(jìn)行，SO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小，當(dāng)SO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)不在變化說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

因?yàn)?/span>2SO2 (g) +O2(g) 2 SO3(g)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)逐漸減小，當(dāng)壓強(qiáng)不在改變是，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤；答案：BC。

④40min時(shí)，剛性容器中氣體的壓強(qiáng)增大。根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程PV=nRT可知，升高溫度可以增大體系的壓強(qiáng)，而且升高溫度可以使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，體系的壓強(qiáng)也增大。當(dāng)然，直接增加氣體的物質(zhì)的量也能增大體系的壓強(qiáng)。故改變的條件可是升高溫度，也可能是增加反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量。答案：升高溫度、增加反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量。

（3）①二氧化碳的分子式為CO2,屬于共價(jià)化合物，電子式為答案： 。

②模擬尾氣中有NO 0.025 mol,由圖可知,其中參與反應(yīng)的NO的物質(zhì)的最為0. 025 mol(8%+16%)= 0. 006 mol ,模擬尾氣中有O20.5 mol ,排出氣體中有O2 為0.45 mol, 故實(shí)際參加反應(yīng)的O2為0. 05 mol 。排出的氣體中有0. 0525 mol CO2，根據(jù)氧元素守恒，可知N2O的物質(zhì)的量為0.05 mol2+0. 006 mol-0. 0525 mol2=0.001 mol,根據(jù)氮元素守恒,可知n(N2 )=(0.006 mol-0.001 mol2)/2 =0.002mol，因此，NO轉(zhuǎn)化為一氧化二氮的轉(zhuǎn)化率較低，所以X為N2, Y為N2O；答案：一氧化二氮。