Question

研究燃料的燃烧和对污染气体产物的无害化处理，对于防止大气污染有重要意义。

（1）将煤转化为清洁气体燃料：已知：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)H= −241．8kJ/mol；C(s)+1/2O₂(g)=CO(g)H= −110．5kJ/mol；写出焦炭与水蒸气反应制H₂和CO的热化学方程式________________________。

（2）一定条件下，在密闭容器内，SO₂被氧化成SO₃的热化学方程式为：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)；△H=−a kJ/mo1，在相同条件下要想得到2akJ热量，加入各物质的物质的量可能是____________

A．4mo1 SO₂和2mol O₂　　　　　 B．4mol SO₂、2mo1 O₂和2mol SO₃

C．4mol SO₂和4mo1 O₂　　　      D．6mo1 SO₂和4mo1 O₂

（3）汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化：

①已知气缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)H＞0，在一定温度下的定容密闭容器中，能说明此反应已达平衡的是__________

A．压强不变                   B．混合气体平均相对分子质量不变

C．2v_正(N₂)＝v_逆(NO)            D． N₂的体积分数不再改变

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O₂(g)H＞0，简述该设想能否实现的依据_______________________________________________。

（4）燃料CO、H₂在一定条件下可以相互转化：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)。在420℃时，平衡常数K=9。若反应开始时，CO、H₂O的浓度均为0．1mol/L，则CO在此反应条件下的转化率为______________。

Answer

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3kJ/mol D CD 该反应是焓增、熵减的反应 根据G=H—TS,G＞0,不能实现 75%

【解析】

（1）根据盖斯定律进行分析；

（2）根据可逆反应特点进行分析；

（3）①根据可逆反应达到平衡后正逆反应速率相等，各组分的浓度及由此衍生出的其他物理量进行分析；

②根据反应的特点确定H，∆S的变化情况，根据G=H—TS判定反应能够进行；

（4）根据三段式计算出平衡时各物质的浓度，然后根据K= 公式，带入数值进行计算。

（1）已知：H2(g)+O2(g)=H2O(g)H1= −241.8kJ/mol ；C(s)+ O2(g)=CO(g)H2= −110.5kJ/mol根据盖斯定律，用方程式2减去方程式1，可得：写出焦炭与水蒸气反应制H2和CO的热化学方程式（1）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.3kJ/mol；

（2）由反应方程式可知生成2mol的SO3时放热a kJ，想得到2a kJ热量，则需生成4molSO3；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到4molSO3，SO2与O2物质的量必须要多于4mol和 2mol，故D符合，B选项中既有正反应又有逆反应，最终放出的热量小于2akJ，故选D；

（3）①A．由于反应前后体积不变，故压强始终不变不能做为平衡判断依据，A错误；

B．由于反应前后总质量和总物质的量都不改变，故混合气体平均相对分子质量不变，故不能做为平衡判断依据，B错误；

C. 2v正(N2)＝v逆(NO)= v正(NO)，满足正逆反应速率相等，且速率之比和系数成正比规律，可以判定反应达到平衡状态，故C正确；

D. N2的体积分数不再改变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；

故答案选CD。

②由反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)H＞0，可知该反应是焓增、熵减的反应，根据G=H—TS，G＞0，不能实现；

（4）令平衡时CO的浓度变化量为xmol/L，则：

CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）

开始（mol/L）：0.1 0.1 0 0

变化（mol/L）： c c c c

平衡（mol/L）： 0.1-c 0. 1-c c c

故=9 解得c=0．075，故一氧化碳在此条件下的平衡转化率=75%；

故答案为75%。