Question

CO的应用和治理问题属于当今社会的热点问题．
（1）HCOOH的酸性略强于醋酸，是实验室制取CO的主要试剂，在0.1mol/L HCOOH溶液中，溶质分子和各种离子浓度由大到小的顺序为

 

．
（2）为防止镍系催化剂中毒，工业上常用SO₂除去原料气中少量CO，生成物为固体S和CO₂．
该反应的热化学方程式为

 

．
（已知：硫的燃烧热为296kJ?mol^-1；一氧化碳燃烧热为283kJ?mol^-1）
（3）光气 （COCl₂）是一种重要的化工原料，用于农药、医药、聚酯类材料的生产，工业上通过Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）制备．图1为此反应的反应速率随温度变化的曲线，图2为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线．回答下列问题：
①0～6min内，反应的平均速率v（Cl₂）=

 

；
②若保持温度不变，容器体积为2L，在第8min 加入体系中的三种物质各1mol，则平衡

 

移动（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）；
③若将初始投料浓度变为c（Cl₂）=0.8mol/L、c（CO）=0.6mol/L、c（COCl₂）=

 

 mol/L，保持反应温度不变，则最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6min时Cl₂的体积分数相同；
④随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是

 

；（填“增大”、“减小”或“不变”）
⑤比较第8min反应温度T（8）与第15min反应温度T（15）的高低：T（8）

 

T（15）（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

考点：常见的生活环境的污染及治理,热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据HCOOH为弱酸，微弱电离，结合水也电离出氢离子来判断；
（2）依据燃烧热书写热化学方程式，根据盖斯定律计算得到；
（3）①由图可知，6min时Cl₂的平衡浓度为0.3mol/L，变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，根据V=

△c

△t

进行计算；
②根据平衡常数和浓度商判断平衡移动；
③根据最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6min时Cl₂的体积分数相同即与开始平衡为等效平衡，结合恒温恒压对于Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）转化到一边一模一样等效来计算；
④根据图1，升温平衡向逆反应方向移动来分析；
⑤根据图象，第8min反应处于平衡状态，在第10分钟时是改变温度使平衡向逆反应方向移动，结合④升温平衡向逆反应方向移动来判断．

解答： 解：（1）虽然HCOOH的酸性略强于醋酸，则仍然为弱酸，微弱电离，所以浓度最大的为甲酸分子，又水也电离出氢离子，所以c（H⁺）＞c（HCOO^-）＞，则在0.1mol/L HCOOH溶液中，溶质分子和各种离子浓度由大到小的顺序为c（HCOOH）＞c（H⁺）＞c（HCOO^-）＞c（OH^-），故答案为：c（HCOOH）＞c（H⁺）＞c（HCOO^-）＞c（OH^-）；
（2）硫的燃烧热为296kJ?mol^-1；一氧化碳燃烧热为283kJ?mol^-1，则S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₁=-296KJ/mol
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283KJ/mol；
依据盖斯定律②×2-①得到：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+CO₂（g）△H=2△H₂-△H₁=-（2×283-296）KJ/mol=-270KJ/mol，
故答案为：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+CO₂（g）△H=-270KJ/mol；
（3）①由图可知，6min时Cl₂的平衡浓度为0.3mol/L，变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，则V=

△c

△t

=

0.9mol/L

6min

=0.15 mol?L^-1?min ^-1；故答案为：0.15 mol?L^-1?min ^-1；
②8min时，平衡时c（Cl₂）=0.3mol/L、c（CO）=0.1mol/L、c（COCl₂）=0.9mol/L，
 即K=

0.9

0.3×0.1

=30．容器体积为2L，在第8min再加入体系中的三种物质各1mol，Qc=

(0.9+0.5)mol/L

(0.3+0.5)mol/L×(0.1+0.5)mol/L

=2.92＜K，所以平衡向正反应方向移动，故答案为：正反应方向；
③因为最终达到化学平衡时，Cl₂的体积分数与上述第6min时Cl₂的体积分数相同即与开始平衡为等效平衡，又对于Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）恒温恒压转化到一边一模一样才等效，所以有Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）
                状态1   1.2      1.0       0
                状态2   0.8       0.6       c
最终达到化学平衡时，状态2Cl₂的体积分数与状态1 第6min时Cl₂的体积分数相同，所以c=0.4mol/L，故答案为：0.4；       
④由图1，升温平衡向逆反应方向移动，所以温度高，K反而小，故答案为：减小；
⑤根据图象，第8min反应处于平衡状态，在第10分钟时是改变温度使平衡向逆反应方向移动，又由④升温平衡向逆反应方向移动，所以T（8）＜T（15），故答案为：＜；

点评：本题涉及化学方程式、热化学方程式的书写和化学平衡图象的有关计算，意在考查考生对反应热、化学平衡等化学反应原理掌握的情况，难度中等．