Question

（14分）節(jié)能減排是當(dāng)下環(huán)境保護(hù)的重點(diǎn)。

（1）將CO和氣態(tài)水通入一個(gè)體積固定的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng)：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），△H<0

800℃，在2L恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表數(shù)據(jù)進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K＝1.0。

①?gòu)钠鹗冀?jīng)過5 min達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，用生成物CO2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（CO2）= ；平衡時(shí)，容器中CO的轉(zhuǎn)化率為 。

②下圖表示上述反應(yīng)在tl時(shí)刻達(dá)到平衡，在t2時(shí)刻因改變某個(gè)條件而發(fā)生變化的情況。則t2時(shí)刻發(fā)生改變的條件可能是 。（寫出一條）

(2)汽車尾氣中的一氧化碳是大氣污染物，可通過反應(yīng)：

CO(g)+l/2O2(g)CO2(g)降低其濃度。

①某溫度下，在兩個(gè)容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，容器中各物質(zhì)的起始濃度及正逆反應(yīng)速率關(guān)系如下表所示。請(qǐng)?jiān)诒碇械目崭裉幪顚憽?gt;"“<”或“="。

②相同溫度下，某汽車尾氣中CO、CO2的濃度分別為l.0×10－5mol/L和1.0×l0-4mol/L。若在汽車的排氣管上增加一個(gè)補(bǔ)燃器，不斷補(bǔ)充O2并使其濃度保持為1．0×l0-4mol/L，則最終尾氣中CO的濃度為 mol/L（請(qǐng)保留兩位有效數(shù)字）。

（3）CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng)，CaCO3是一種難溶物質(zhì)，其KSp=2．8×l0-9�，F(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的濃度為2×l0-4mol／L，則生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 mol/L。

Answer 1

（1）①0.01mol/(L·min)（3分）；50%（3分）

②降低溫度或減小H2的濃度或增大水蒸氣的濃度（2分） （2）① > （2分）

② 1.1×10－6 （2分） （3）5.6×10－5 （2分）

【解析】

試題分析：（1） CO （g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）

起始量（mol）0.2 0.2 0 0

轉(zhuǎn)化量（mol）x x x x

平衡量（mol）0.2—x 0.2—x x x

由于反應(yīng)前后體積不變，因此可以用物質(zhì)的量表示平衡常數(shù)

則K＝

解得x＝0.1

①?gòu)钠鹗冀?jīng)過5 min達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，則用生成物CO2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（CO2）＝ ＝0.01mol/(L·min)；平衡時(shí)，容器中CO的轉(zhuǎn)化率為＝50%。

②根據(jù)圖像可知在t2時(shí)刻CO2濃度逐漸增大，而CO濃度逐漸減小，說明平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行。由于正反應(yīng)是體積不變的放熱反應(yīng)，則t2時(shí)刻發(fā)生改變的條件可能是降低溫度或減小H2的濃度或增大水蒸氣的濃度。

(2)根據(jù)容器I中平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度可知，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。

①在容器Ⅱ中此時(shí)濃度熵＝＜10000，這說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。

②設(shè)平衡時(shí)消耗CO的濃度是xmol/L，則平衡時(shí)CO2的濃度是(x＋1.0×l0-4)mol/L，所以根據(jù)平衡常數(shù)可知，解得x＝8.9×10—6mol/L，所以最終尾氣中CO的濃度為10×10—6mol/L—8.9×10—6mol/L＝1.1×10—6mol/L。

（3）混合后碳酸鈉的濃度變?yōu)?×l0-4mol/L，所以根據(jù)碳酸鈣的溶度積常數(shù)可知，鈣離子濃度是，則原氯化鈣溶液的濃度是2.8×10－5mol/L×2＝ 5.6×10－5mol/L。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響以及溶度積常數(shù)計(jì)算等