mol·L
-1
=1×10 mol·L
-4-1
,pH=-lg c(H)=-lg(1×10)=4。(2)由H2(g)+
-1
+-4
12
O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol ①
1-1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol ②
2
-1
②-①得:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol。
a、b、c、d四种物质中能与SO2作用的是a、b,所以Ca(OH)2、Na2CO3可以作洗涤剂。 (3)①由 N2(g) + O2(g) 2NO(g) ΔH>0 开始物
0.8 mol 0.2 mol 0
质的量:转化物-4-4-4
4×10 mol 4×10 mol 8×10 mol
质的量:平衡物0.8-4×0.2-4×-4
-4 -4 8×10 mol
质的量:10 mol10 mol
c2NO设容器体积为V,则:K==
cN2·cO2-4
8×102V-6
≈4×10。 -4-4
0.8-4×100.2-4×10×VV温度升高,上述反应正向进行,并且反应速率加快,所以单位时间内生成的NO的量增加。
②该反应为熵减小的反应,即ΔS<0。根据反应能否发生的判据:ΔH-T·ΔS>0可知该反应在任何温度下均不能自发进行。
催化剂
③CO和NO反应生成无污染的气体只能为N2和CO2,所以反应为2CO+2NO=====2CO2+N2。
答案:(1)酸性 4
-1
(2)①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol ②a、b
-6
(3)①4×10 温度升高,反应速率加快,平衡右移
②该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不自发进行
催化剂
③2CO+2NO=====2CO2+N2 6.(2013·高考浙江卷)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2 (g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1 反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2 反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3 请回答下列问题:
(1)ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=________。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3
溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①ΔH3________0(填“>”、“=”或“<”)。
②在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是____________________________________。
③反应Ⅲ在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1
时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH
5
变化总趋势曲线。
(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有________(写出2个)。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是________。 A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2 解析:结合题给图像,用盖斯定律、化学平衡原理作理论指导进行分析、解决相关问题。 (1)根据盖斯定律,由反应Ⅱ×2减反应Ⅰ可得:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq),则有ΔH3=2ΔH2-ΔH1。
(2)①由图1可知,当温度为T3时,可逆反应达到平衡状态,温度升高,CO2的浓度逐渐增大,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,则有ΔH3<0。
②在T1~T2区间,此时可逆反应未达到平衡,温度升高,化学反应速率加快,平衡正向移动,CO2的捕获量随温度的升高而提高。在T4~T5区间,此时可逆反应已达到平衡状态,由于该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2的捕获量随温度的升高而降低。
③t1时刻,温度迅速升高到T2,平衡逆向移动,溶液的pH升高,根据化学平衡移动原理,达到新平衡时,溶液的pH低于开始时的pH。
(3)欲提高CO2的吸收量,应使平衡正向移动,可降低温度或增加CO2的浓度等。 (4)CO2为酸性氧化物,可用碱性溶液(如Na2CO3溶液)或碱性物质(如HOCH2CH2NH2)等来吸收。
答案:(1)2ΔH2-ΔH1 (2)①<
②T1~T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4~T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获
③
(3)降低温度;增加CO2浓度(或分压) (4)BD
6

