Question

2．汽車尾氣是造成霧霾天氣的原因之一．
（1）汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體對汽車加裝尾氣凈化裝置可使有毒氣體相互反應轉化為無毒氣體． 寫出該反應的熱化學方程式4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△=-1200.0kJ/mol．
     N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68.0kJ•mol^-1；
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1；
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
（2）汽車尾氣中含有CO和H₂O（g）在一定條件下可以發(fā)生反應
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0.850℃在體積為10L反應器中通入一定量的CO和H₂O（g）發(fā)生上述反應CO和H₂O（g）的濃度變化如圖所示則0-4min是平均反應速率v（H₂O）=0.03mol•L^-1•min^-1此時K=1．

起始物質的量	甲	乙	丙
n（H2O）/mol	0.10	0.20	0.20
n（CO）/mol	0.10	0.10	0.20

850℃在甲、乙、丙三個1L的恒容密閉容器中，起始時按照表進行投料，達到平衡狀態(tài)．平衡時甲容器中CO的轉化率是50%．比較下列容器中CO的轉化率甲＜乙（填“大于”、“＜”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68.0kJ•mol^-1，
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1，
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1，
根據蓋斯定律：4×③-①-2×②可得；
（2）從圖象可知則0-4minH₂O的濃度從0.3mol/L減少到0.18mol/L，根據v=$\frac{△c}{△t}$、化學平衡常數(shù)概念計算速率、K；再根據相同溫度下K不變，計算甲容器中CO的轉化率；增加反應物，平衡正向移動．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+68.0kJ•mol^-1，
②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1，
③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1，
根據蓋斯定律：4×③-①-2×②可得：4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△=-1200.0kJ/mol；
故答案為：4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△=-1200.0kJ/mol；
（2）850℃，根據三段式：
                         CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：0.2           0.3              0               0
轉化（mol/L）：0.12         0.12           0.12           0.12
平衡（mol/L）：0.08         0.18           0.12           0.12
則v（H₂O）=$\frac{0.12mol/L}{4min}$=0.03mol•L^-1•min^-1，K=$\frac{0.12×0.12}{0.08×0.18}$=1；
850℃，設CO的轉化率為x，甲容器中有：
                        CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol/L）：0.1           0.1             0               0
轉化（mol/L）：0.1x         0.1x           0.1x           0.1x
平衡（mol/L）：0.1-0.1x    0.1-0.1x    0.1x           0.1x
溫度不變，K不變，則有K=$\frac{0.1x×0.1x}{（0.1-0.1x）×（0.1-0.1x）}$=1，解得x=50%；乙容器相當于在甲容器平衡的基礎上再加入0.1molH₂O，平衡正向移動，CO的轉化率增大，甲＜乙；
故答案為：0.03mol•L^-1•min^-1； 1；    50%；＜．

點評 本題考查了蓋斯定律和化學平衡的影響因素和相關計算，較為基礎，注意利用三段式進行計算，題目難度中等．