Question

11．CO的應用和治理問題屬于當今社會的熱點問題．
（1）氫氰酸是很弱的一種酸，在濃度均為0.1mol•L^-1HCN和NaCN混合溶液中，各種離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），．
（2）為防止鎳系催化劑中毒，工業(yè)上常用SO₂除去原料氣中少量CO，生成物為固體S和CO₂．該反應的熱化學方程式為SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270kJ•mol^-1．（已知：硫的燃燒熱為296kJ•mol^-1；一氧化碳的燃燒熱為283kJ•mol^-1）
（3）光氣（COCl₂）是一種重要的化工原料，用于農藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產(chǎn)，工業(yè)上通過Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）制備．圖1為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，圖2為某次模擬實驗研究過程中容器內各物質的濃度隨時間變化的曲線．回答下列問題：

①0～10min內，反應的平均速率v（Cl₂）=0.09mol•L^-1•min^-1．
②若保持溫度不變，容器體積為2L，在第8min加入體系中的三種物質各1mol，則平衡向正反應方向移動（填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“不”）．
③隨壓強的增大，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是不變（填“增大”“減小”或“不變”）；還可以通過改變加入催化劑或改變反應物的濃度等條件的方法達到一樣的效果．
④第10min時改變的反應條件是升高溫度．

Answer 1

分析 （1）氫氰酸是很弱的一種酸，在濃度均為0.1 mol•L-1HCN和NaCN混合溶液中，HCN的電離程度小于NaCN的水解程度，溶液顯堿性；
（2）硫的燃燒熱為296 kJ•mol-1；一氧化碳的燃燒熱為283 kJ•mol-1，則S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₁=-296 kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283 kJ•mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律②×2-①得到所需熱化學方程式；
（3）①由圖可知，10min時Cl₂的平衡濃度為0.3 mol•L^-1，變化為1.2 mol•L^-1-0.3 mol•L^-1=0.9 mol•L^-1，反應速率v=$\frac{△c}{△t}$計算得到；
②平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$，計算濃度商和平衡常數(shù)比較平淡反應進行的方向；
③平衡常數(shù)只與溫度有關，改變壓強、濃度不影響平衡常數(shù)；
④根據(jù)圖象，在第10分鐘時反應物的濃度增大，生成物的濃度減小，平衡逆向進行；

解答 解：（1）氫氰酸是很弱的一種酸，在濃度均為0.1 mol•L-1HCN和NaCN混合溶液中，HCN的電離程度小于NaCN的水解程度，溶液顯堿性，故溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）硫的燃燒熱為296 kJ•mol-1；一氧化碳的燃燒熱為283 kJ•mol-1，則S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₁=-296 kJ•mol^-1
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283 kJ•mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律②×2-①得到：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=2△H₂-△H₁=（-2×283+296）kJ•mol^-1=-270 kJ•mol^-1，
故答案為：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=-270 kJ•mol^-1；
（3）①由圖可知，10min時Cl₂的平衡濃度為0.3 mol•L^-1，變化為1.2 mol•L^-1-0.3 mol•L^-1=0.9 mol•L^-1，則v=$\frac{0.9mol/L}{10min}$=0.09 mol•L^-1•min^-1，
故答案為：0.09 mol•L^-1•min^-1；
②8 min時，平衡時c（Cl₂）=0.3 mol•L^-1、c（CO）=0.1 mol•L^-1、c（COCl₂）=0.9 mol•L^-1，
Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）
K=$\frac{c（COC{l}_{2}）}{c（C{l}_{2}）c（CO）}$=$\frac{0.9}{0.3×0.1}$=30．容器體積為2 L，在第8 min再加入體系中的三種物質各1 mol，Qc=$\frac{1.9}{1.3×1.1}$≈2.92＜K，所以平衡向正反應方向移動，
故答案為：向正反應方向；
③平衡常數(shù)只與溫度有關，壓強增大，平衡常數(shù)不變，加入催化劑或改變濃度能改變反應速率，不改變化學平衡，
故答案為：不變；加入催化劑或改變反應物的濃度等；
④根據(jù)圖象，在第10分鐘時反應物的濃度增大，生成物的濃度減小，故改變的條件是升高溫度，平衡逆向移動，
故答案為：升高溫度．

點評 本題考查了鹽類水解、弱電解質電離平衡、熱化學方程式書寫、平衡常數(shù)計算、影響很小平衡和平衡常數(shù)的因素等知識點，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．