Question

CO的應(yīng)用和治理問題屬于當今社會的熱點問題．
（1）HCOOH的酸性略強于醋酸，是實驗室制取CO的主要試劑，在0.1mol/L HCOOH溶液中，溶質(zhì)分子和各種離子濃度由大到小的順序為

 

．
（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

 

．
（已知：硫的燃燒熱為296kJ?mol^-1；一氧化碳燃燒熱為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為某次模擬實驗研究過程中容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時間變化的曲線．回答下列問題：
①0～6min內(nèi)，反應(yīng)的平均速率v（Cl₂）=

 

；
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

 

移動（填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”）；
③若將初始投料濃度變?yōu)閏（Cl₂）=0.8mol/L、c（CO）=0.6mol/L、c（COCl₂）=

 

 mol/L，保持反應(yīng)溫度不變，則最終達到化學(xué)平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同；
④隨溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是

 

；（填“增大”、“減小”或“不變”）
⑤比較第8min反應(yīng)溫度T（8）與第15min反應(yīng)溫度T（15）的高低：T（8）

 

T（15）（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)HCOOH為弱酸，微弱電離，結(jié)合水也電離出氫離子來判斷；
（2）依據(jù)燃燒熱書寫熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律計算得到；
（3）①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，根據(jù)V=

△c

△t

進行計算；
②根據(jù)平衡常數(shù)和濃度商判斷平衡移動；
③根據(jù)最終達到化學(xué)平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同即與開始平衡為等效平衡，結(jié)合恒溫恒壓對于Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）轉(zhuǎn)化到一邊一模一樣等效來計算；
④根據(jù)圖1，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動來分析；
⑤根據(jù)圖象，第8min反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動，結(jié)合④升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動來判斷．

解答： 解：（1）雖然HCOOH的酸性略強于醋酸，則仍然為弱酸，微弱電離，所以濃度最大的為甲酸分子，又水也電離出氫離子，所以c（H⁺）＞c（HCOO^-）＞，則在0.1mol/L HCOOH溶液中，溶質(zhì)分子和各種離子濃度由大到小的順序為c（HCOOH）＞c（H⁺）＞c（HCOO^-）＞c（OH^-），故答案為：c（HCOOH）＞c（H⁺）＞c（HCOO^-）＞c（OH^-）；
（2）硫的燃燒熱為296kJ?mol^-1；一氧化碳燃燒熱為283kJ?mol^-1，則S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₁=-296KJ/mol
CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H₂=-283KJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律②×2-①得到：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+CO₂（g）△H=2△H₂-△H₁=-（2×283-296）KJ/mol=-270KJ/mol，
故答案為：SO₂（g）+2CO（g）=S（s）+CO₂（g）△H=-270KJ/mol；
（3）①由圖可知，6min時Cl₂的平衡濃度為0.3mol/L，變化為1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則V=

△c

△t

=

0.9mol/L

6min

=0.15 mol?L^-1?min ^-1；故答案為：0.15 mol?L^-1?min ^-1；
②8min時，平衡時c（Cl₂）=0.3mol/L、c（CO）=0.1mol/L、c（COCl₂）=0.9mol/L，
 即K=

0.9

0.3×0.1

=30．容器體積為2L，在第8min再加入體系中的三種物質(zhì)各1mol，Qc=

(0.9+0.5)mol/L

(0.3+0.5)mol/L×(0.1+0.5)mol/L

=2.92＜K，所以平衡向正反應(yīng)方向移動，故答案為：正反應(yīng)方向；
③因為最終達到化學(xué)平衡時，Cl₂的體積分數(shù)與上述第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同即與開始平衡為等效平衡，又對于Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）恒溫恒壓轉(zhuǎn)化到一邊一模一樣才等效，所以有Cl₂（g）+CO（g）?COCl₂（g）
                狀態(tài)1   1.2      1.0       0
                狀態(tài)2   0.8       0.6       c
最終達到化學(xué)平衡時，狀態(tài)2Cl₂的體積分數(shù)與狀態(tài)1 第6min時Cl₂的體積分數(shù)相同，所以c=0.4mol/L，故答案為：0.4；       
④由圖1，升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以溫度高，K反而小，故答案為：減小；
⑤根據(jù)圖象，第8min反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，在第10分鐘時是改變溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動，又由④升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以T（8）＜T（15），故答案為：＜；

點評：本題涉及化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫和化學(xué)平衡圖象的有關(guān)計算，意在考查考生對反應(yīng)熱、化學(xué)平衡等化學(xué)反應(yīng)原理掌握的情況，難度中等．