Question

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了全世界的普遍重视．所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
（1）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
		H2O	CO	CO2
1	650	2	4	1.6	5
2	900	1	2	0.4	3
3	900	1	2	0.4	1

①实验1中以v （CO₂）表示的反应速率为

 

 （取小数二位，下同）．
②该反应为

 

（填“吸”或“放”）热反应，实验2条件下平衡常数K=

 

．
（2）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其K_sp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡常数的含义,化学反应速率和化学计量数的关系,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①结合v=

△c

△t

计算反应速率；
②温度升高，二氧化碳的含量减少，结合三段法及平衡浓度计算K；
（2）Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）计算沉淀时混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍．

解答： 解：（1）①由表格数据可知，二氧化碳的浓度变化为

1.6mol

2L

=0.8mol/L，则v=

△c

△t

=

0.8mol/L

5min

=0.16mol/（L．min），故答案为：0.16mol/（L．min）；
②温度升高，二氧化碳的含量减少，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应；
900℃，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
开始   1        0.5        0      0
转化  0.2       0.2     0.2     0.2
平衡  0.8       0.3     0.2      0.2
则K=

0.2×0.2

0.8×0.3

=0.17，
故答案为：放；0.17；
（2）Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×2×10^-4mol/L=1×10^-4mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=

2.8×10-9

1×10-4

mol/L=2.8×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为2×2.8×10^-5mol/L=5.6×10^-5mol/L．
故答案为：5.6×10^-5mol/L．

点评：本题考查化学平衡的计算和溶度积的计算，做题时注意把握影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算，此为化学平衡常考查问题，侧重表格数据分析、三段法计算及计算能力的考查，题目难度中等．