Question

【题目】节能减排措施是我国“十一五”期间提出的政策措施。

(1)煤的燃烧，会产生大量有害气体。将煤转化为水煤气，可有效降低排放。

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5 kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式____________。

(2)汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源，其中含有NO气体。根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物，某硏究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在温度T时将所测反应数据制成下表：

①0到10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________mol·L－1·min－1。

②下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是________________________。

a.容器内压强 b．混合气体的平均摩尔质量 c．混合气体的密度

③若容器改为可变容积容器，达平衡后，再充入少量NO气体，再次达到平衡时N2的浓度 ____________（填“增大”，“减小”，或“不变”）

(3)在某温度T时能同时发生反应：

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) K1

N2O4(g)2NO2(g) K2

若向一体积固定为2L的密闭容器内加入N2O5 2mol，一段时间后，容器内的反应达到平衡，此时n(NO2)=0.4mol，已知K2=0.1，请计算出K1=___________。

Answer 1

【答案】C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1 0.048 bc 不变 0.16

【解析】

（1）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJmol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根据盖斯定律①-②-③可得；

（2）①根据v=c÷t计算；

②根据平衡状态特征分析；

③根据压强对反应的影响可得；

（3）一体积固定为2L的密闭容器，容器内的反应达到平衡，此时n（NO2）=0.4mol，c（NO2）=0.2mol/L，已知K2=0.1，则容器中有c2(NO2)÷c(N2O4)=0.1，可得c（N2O4）=0.4mol/L，根据反应N2O4（g）2NO2（g）得到0.2mol/L的NO2则消耗N2O40.1mol/L，则由反应2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g）生成的N2O4有0.5mol/L，再根据反应解得各物质的浓度，计算K1；

(1)①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=393.5kJmol1

②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

③CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根据盖斯定律①②③得C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1；

故答案为：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1；

(2)①0到10min内,NO的平均反应速率v(NO)=（1.00mol/L0.52mol/L）÷10min=0.048 mol·L－1·min－1；

故答案为：0.048；

②a.反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)是个气体体积不变的反应，容器内压强始终保持不变，故a错误；

b.根据M=m混÷n，混合气体的质量增大，n不变，平均摩尔质量增大，混合气体平均摩尔质量不变时达到平衡，故b正确；

c.跟ρ=m混÷V，混合气体的质量增大，体积不变，混合气体的密度增大，混合气体的密度时达到平衡，故c正确；

故答案为：bc；

③若容器改为可变容积容器达平衡后改变某一条件，一段时间后，反应再次达到原平衡，因为反应是个气体体积不变的反应，故压强对其平衡无影响，故可以是增加NO浓度；

故答案为：增加NO浓度；

(3) 一体积固定为2L的密闭容器，容器内的反应达到平衡，此时n（NO2）=0.4mol，c（NO2）=0.2mol/L，已知K2=0.1，则容器中有c2(NO2)÷c(N2O4)=0.1，

可得c（N2O4）=0.4mol/L，根据反应N2O4（g）2NO2（g）得到0.2mol/L的NO2则消耗N2O40.1mol/L，则由反应2N2O5（g）2N2O4（g）+O2（g）生成的N2O4有0.5mol/L，则生成的c(O2)=1/2c(N2O4)=0.25mol/L,消耗的c(N2O5)=0.5mol/L,平衡时c(N2O5)=1mol/L0.5mol/L=0.5mol/L,故K1=0.25×0.42÷0.52=0.16:

故答案为：0.16；