(15分) 2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:ΔH<0。在一定温度下,在一个体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO,在t1时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是 。
A.在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO |
B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
D.混合气体的压强不再变化 |
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在下图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有 、 。(写出2个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应C(g) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1
①该反应在 下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为 。[已知:Ka1(H2S)=9.1×10-8,Ka2(H2S)=1.1×10-12;Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6×10-11]
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需的时间/min |
CO |
H2O |
H2 |
CO |
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1条件下平衡常数K= (保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是 。
③该反应的ΔH 0 (填“<”或“>”);若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO、5mo1 H2O、2mo1 CO2、5mol H2,则此时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。