化学
节能减排是当下环境保护的重点． （1）将CO和气态水通入一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），△H<0，800℃，在2L恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，达到平衡状态，K=l．0．    H2O  CO  CO2  H2  n/mol  0.20  0.20  0  0

2019-04-27

节能减排是当下环境保护的重点．
作业帮
（1）将CO和气态水通入一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），△H<0，800℃，在2L恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，达到平衡状态，K=l．0．
   H2O  CO  CO2  H2
 n/mol  0.20  0.20  0  0
①从起始经过5min达到化学平衡时，用生成物CO2表示该反应的反应速率v（CO2）=___；平衡时，容器中CO的转化率为___．
②如图表示上述反应在tl时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况．则t2时刻发生改变的条件可能是___．（写出一条）
（2）汽车尾气中的一氧化碳是大气污染物，可通过反应：CO（g）+
1
2
O2（g）⇌CO2（g）降低其浓度．
①某温度下，在两个容器中进行上述反应，容器中各物质的起始浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请在表中的空格处填写“>““<”或“=“．
 容器编号  c（CO）/mol•L-1  c（O2））/mol•L-1  c（CO2））/mol•L-1  v（正）和v（逆）比较
Ⅰ  2.0×10-4  4.0×10-4  
4.0×10-2		 v（正）=v（逆）
Ⅱ  3.0×10-4 4.0×10-4  5.0×10-2  v（正） ___v（逆）
②相同温度下，某汽车尾气中CO、CO2的浓度分别为l.0×10-5mol/L和1.0×l0-4mol/L．若在汽车的排气管上增加一个补燃器，不断补充O2并使其浓度保持为1.0×l0-4mol/L，则最终尾气中CO的浓度为___mol/L（请保留两位有效数字）．
（3）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其KSp=2.8×l0-9．现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×l0-4mol/L，则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为___mol/L．
优质解答
（1）设平衡时CO2的物质的量为xmol，则：
              CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始（mol）：0.2     0.2     0       0
转化（mol）：x        x       x      x
平衡（mol）：0.2-x    0.2-x    x       x
K=
x×x
(0.2-x)×(0.2-x)
=1，解得x=0.1mol
v（CO2）=
0.1mol
2L
5min
=0.01mol/（L．min），
一氧化碳转化率为：
0.1mol
0.2mol
×100%=50%，
故答案为：0.01mol/（L．min）；50%；
②由图可知，t2时刻后二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，改变条件，平衡向正反应方向移动，反应是放热反应，可减低温度使平衡正向进行，或降低氢气的浓度或增大水蒸气的浓度，使平衡向正反应方向移动，
故答案为：降低温度或降低H2浓度或增大H2O（g）浓度；
（2）①I中正逆速率相等，处于平衡状态，该温度下平衡常数K=
4.0×10-2
2.0×10-4×(4.0×10-4)
1
2
=104，Ⅱ中浓度商Qc=
5×10-2
3×10-4×(4×10-4)
1
2
=8.3×103<104，故反应向正反应进行，则v（正）>v（逆），
故答案为：>；
②设CO的浓度变化量为xmol/L，则：
                 CO（g）+
1
2
 O2（g）⇌CO2（g）
起始（mol/L）：1.0×10-5         1.0×10-4
变化（mol/L）：x                      x
平衡（mol/L）：1.0×10-5 -x  1.0×10-4 1.0×10-4+x
则
(1×10-4+x)
(1×10-5-x)×(1×10-4)
1
2
=104，解得x=8.91×10-6mol/L，
故平衡时CO浓度为1.0×10-5mol-8.91×10-6mol=1.1×10-6mol/L
故答案为：1.1×10-6；
（3）等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为2×l0-4mol/L÷2=1×l0-4mol/L，要生成CaCO3沉淀需要钙离子浓度为
2.8×10-9
1×10-4
mol/L=2.8×l0-5mol/L，故需要CaCl2溶液的最小浓度为2.8×l0-5mol/L×2=5.6×l0-5mol/L，
故答案为：5.6×10-5． （1）设平衡时CO2的物质的量为xmol，则：
              CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）
起始（mol）：0.2     0.2     0       0
转化（mol）：x        x       x      x
平衡（mol）：0.2-x    0.2-x    x       x
K=
x×x
(0.2-x)×(0.2-x)
=1，解得x=0.1mol
v（CO2）=
0.1mol
2L
5min
=0.01mol/（L．min），
一氧化碳转化率为：
0.1mol
0.2mol
×100%=50%，
故答案为：0.01mol/（L．min）；50%；
②由图可知，t2时刻后二氧化碳浓度增大，一氧化碳浓度减小，改变条件，平衡向正反应方向移动，反应是放热反应，可减低温度使平衡正向进行，或降低氢气的浓度或增大水蒸气的浓度，使平衡向正反应方向移动，
故答案为：降低温度或降低H2浓度或增大H2O（g）浓度；
（2）①I中正逆速率相等，处于平衡状态，该温度下平衡常数K=
4.0×10-2
2.0×10-4×(4.0×10-4)
1
2
=104，Ⅱ中浓度商Qc=
5×10-2
3×10-4×(4×10-4)
1
2
=8.3×103<104，故反应向正反应进行，则v（正）>v（逆），
故答案为：>；
②设CO的浓度变化量为xmol/L，则：
                 CO（g）+
1
2
 O2（g）⇌CO2（g）
起始（mol/L）：1.0×10-5         1.0×10-4
变化（mol/L）：x                      x
平衡（mol/L）：1.0×10-5 -x  1.0×10-4 1.0×10-4+x
则
(1×10-4+x)
(1×10-5-x)×(1×10-4)
1
2
=104，解得x=8.91×10-6mol/L，
故平衡时CO浓度为1.0×10-5mol-8.91×10-6mol=1.1×10-6mol/L
故答案为：1.1×10-6；
（3）等体积混合后溶液中碳酸根的浓度为2×l0-4mol/L÷2=1×l0-4mol/L，要生成CaCO3沉淀需要钙离子浓度为
2.8×10-9
1×10-4
mol/L=2.8×l0-5mol/L，故需要CaCl2溶液的最小浓度为2.8×l0-5mol/L×2=5.6×l0-5mol/L，
故答案为：5.6×10-5．
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