Question

（14分）工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：
CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)         
某研究小组分别在体积均为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其发生反应，相关数据如下：

容器 编号	温度 /℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡的时间/min	达平衡时体系能量的变化/kJ
		CO	H2O	CO2	H2
①	650	1	2	0.4	0.4	5	16.4kJ
②	650	2	4			t1	Q1 kJ
③	900	2	4	1.6	1.6	t2	Q2 kJ

（1）计算容器②中反应的平衡常数K=         （计算结果保留两位小数）。
（2）容器③中反应达平衡时，CO的转化率为            。
（3）容器①中反应达平衡这段时间，化学反应速率v (H₂) =              。
（4）该反应的正反应为       （填“吸热”或“放热”）反应，理由是           。 
（5）下列叙述正确的是              （填字母序号）。
a．平衡时，容器①和容器②中CO₂的体积分数相等
b．反应达平衡状态时，Q₂ > Q₁> 32.8 kJ
c．达到平衡的时间：t₂> t₁>2.5 min
d．该反应的热化学方程式可表示为：CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)    △H＝－41 kJ/mol
（6）容器②中反应进行到t min时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为                    。

Answer 1

（1）0.17（2分）
（2）80℅（2分） 
（3）0.04mol·L^-1?min^-1（2分）
（4）吸热（2分）；升高温度，反应物的转化率增大（2分）
（5）a（2分）
（6）c(Na⁺)> c (CO₃^2-)>c(HCO₃^-)>c(OH^-)>c(H⁺)（2分）

试题分析：（1）②和①为等效平衡，转化率相等，为40%，所以K=（0.8×0.8）/(1.2×3.2)=0.17。
（2）CO₂的量为1.6mol，所以CO也转化了1.6mol，转化率为1.6/2=80%。（3）v (H₂) =0.4/(2×5)=0.04mol·L^-1?min^-1。（4）比较反应②、③，升高温度，反应物的转化率增大，所以为吸热。（5）a．①和②为等效平衡所以体积分数相等，a正确。b．达到平衡后Q₂ > Q₁="32.8" kJ，b错。c．由于③的温度比②高，所以③的反应速率更快，时间更短，c错。d．△H>0，d错。（6）按照方程式计算，碳酸钠有0.4mol，碳酸氢钠有0.05mol，而碳酸根发生水解，浓度比钠离子低，其次是碳酸氢根，而由于碳酸根水解，碳酸氢根水解，氢氧根离子比氢离子浓度高，即：c(Na⁺)> c (CO₃^2-)>c(HCO₃^-)>c(OH^-)>c(H⁺)。
点评：本题将化学反应平衡与盐类水解相结合，考点综合，学生需牢固掌握这两部分知识。