Question

【题目】CO、CO2是化石燃料燃烧的主要产物。

（1）将含0.02 molCO2和0.01molCO的混合气体通入有足量Na2O2 固体的密闭容器中，同时不断地用电火花点燃，充分反应后，固体质量增加_________g。

（2）已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1，键能Eo-o=499.0kJ·mol-1。

①反应：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H=_________kJ·mol-1。

②已知2500K时，①中反应的平衡常数为0.40，某时刻该反应体系中各物质浓度满足：c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，则此时v(正)_________(填“>” 、“＜”或“＝”）v（逆）。

③已知1500℃时，在密闭容器中发生反应：CO2(g)CO(g)+O(g)。反应过程中O(g)的 物质的量浓度随时间的变化如图1 所示，则0~2 min 内，CO2 的平均反应速率 v(CO2)=_________。

（3）在某密闭容器中发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g),1molCO2 在不同温度下的平衡分解量如图2 所示。

①恒温恒容条件下，能表示该可逆反应达到平衡状态的有_________ (填字母)。

A．CO 的体积分数保持不变

B．容器内混合气体的密度保持不变

C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变

D．单位时间内，消耗CO 的浓度等于生成CO2 的浓度

②分析图2，若1500℃时反应达到平衡状态，且容器体积为1L，则此时反应的平衡常数 K=_________(计算结果保留1 位小数)。

③向恒容密闭容器中充入2molCO2(g)，发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，测得温度为T℃时，容器内O2的物质的量浓度随时间的变化如曲线II 所示。图中曲线I 示相对于曲线II仅改变一种反应条件后c(O2)随时间的变化，则改变的条件是_________；a、 两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为va(CO)_________(填“>”“<”或“=”) vb( CO)。

Answer 1

【答案】 0.84g -33.5 < 3×10-7mol·L-1·min-1 AC 3.2×10-8mol·L-1 升温 <

【解析】本题是化学反应原理的综合考查，主要涉及到焓变的计算、速率的计算、平衡常数的计算、平衡图像的分析、平衡移动等。（1）Na2O2与CO2反应：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，电火花不断引燃，发生反应：2CO+O22CO2，整个过程相当于CO+Na2O2=Na2CO3，故将含0.02 molCO2和0.01molCO的混合气体通入有足量Na2O2 固体的密闭容器中，同时不断地用电火花点燃，充分反应后，固体质量增加部分即相当于增加0.03molCO，固体质量增加为0.84g；（2）①根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能，结合已知反应，得反应：CO(g)+O2(g)CO2(g)+O(g)的△H= kJ·mol-1=-33.5 kJ·mol-1；②c(CO)·c(O2)=c(CO2)·c(O)，即Qc=1>K，平衡向逆反应方向移动，v(正)< v(逆)；③根据化学反应之比等于化学计量数之比，再结合图像可知：v(CO2)= v(O)= =3×10-7mol·L-1·min-1；（3）①CO的体积分数保持不变说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A项正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，B项错误；混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，所以容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变说明反应达到平衡状态，C项正确；单位时间内消耗CO的浓度始终等于生成CO2的浓度，反应速率同向，不能判定反应达到平衡状态，D项错误；②设生成的氧气为xmol:

2CO2(g)2CO(g)+O2(g)

起始量/mol 1 0 0

转化量/mol 2x 2x x

平衡量/mol1-2x 2x x

平衡时,氧气的体积分数为0.2,则=0.2%,则x=0.002，则

,,,
则；

③若曲线Ⅰ代表的是仅变化一种条件后的情况，曲线Ⅰ达到平衡所需时间少，说明反应速率快，且氧气的浓度增大，平衡正向进行，改变条件是升温；a、b两点后，a点温度小于b点，所以用CO浓度变化表示的反应速率关系为va(CO) <vb(CO).