Question

11．CO的應(yīng)用和治理問題屬于當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)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?yàn)閏（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(yīng)的熱化學(xué)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(nóng)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(yīng)的反應(yīng)速率隨溫度變化的曲線，圖2為某次模擬實(shí)驗(yàn)研究過程中容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的曲線．回答下列問題：

①0～10min內(nèi)，反應(yīng)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(zhì)各1mol，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)（填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”）．
③隨壓強(qiáng)的增大，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢(shì)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(yīng)物的濃度等條件的方法達(dá)到一樣的效果．
④第10min時(shí)改變的反應(yīng)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(xué)方程式；
（3）①由圖可知，10min時(shí)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(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算得到；
②平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$，計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較平淡反應(yīng)進(jìn)行的方向；
③平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，改變壓強(qiáng)、濃度不影響平衡常數(shù)；
④根據(jù)圖象，在第10分鐘時(shí)反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減小，平衡逆向進(jìn)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(shí)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(shí)，平衡時(shí)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(zhì)各1 mol，Qc=$\frac{1.9}{1.3×1.1}$≈2.92＜K，所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：向正反應(yīng)方向；
③平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，壓強(qiáng)增大，平衡常數(shù)不變，加入催化劑或改變濃度能改變反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，
故答案為：不變；加入催化劑或改變反應(yīng)物的濃度等；
④根據(jù)圖象，在第10分鐘時(shí)反應(yīng)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(dòng)，
故答案為：升高溫度．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鹽類水解、弱電解質(zhì)電離平衡、熱化學(xué)方程式書寫、平衡常數(shù)計(jì)算、影響很小平衡和平衡常數(shù)的因素等知識(shí)點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．