一定條件下,水氣變換反應(yīng)CO+H2O?CO2+H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應(yīng):
Ⅰ.HCOOH?CO+H2O(快)
Ⅱ.HCOOH?CO2+H2(慢)
研究發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中,H+僅對(duì)反應(yīng)Ⅰ有催化加速作用;反應(yīng)Ⅰ速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ,近似認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)。忽略水的電離,其濃度視為常數(shù)。
回答下列問題:
(1)一定條件下,反應(yīng)Ⅰ,Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2,則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變?chǔ)=ΔH2-ΔH1ΔH2-ΔH1(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。
(2)反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為:v=kc(H+ )?c(HCOOH),k為反應(yīng)速率常數(shù)。T1溫度下,HCOOH電離平衡常數(shù)為Ka,當(dāng)HCOOH平衡濃度為xmol?L-1時(shí),H+濃度為 x?Kax?Kamol?L-1,此時(shí)反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率v=x×K×x?Kax×K×x?Kamol?L-1?h-1(用含Ka、x和k的代數(shù)式表示)。
(3)T3溫度下,在密封石英管內(nèi)完全充滿1.0mol?L-1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1時(shí)刻測(cè)得CO、CO2的濃度分別為0.70mol?L-1、0.16mol?L-1,反應(yīng)Ⅱ達(dá)平衡時(shí),測(cè)得H2的濃度為ymol?L-1。體系達(dá)平衡后,c(CO)c(CO2)=5-5y6y5-5y6y(用含y的代數(shù)式表示,下同),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)為 6y21-y6y21-y。
相同條件下,若反應(yīng)起始時(shí)溶液中同時(shí)還含有0.10mol?L-1鹽酸,則圖示點(diǎn)a、b、c、d中,CO新的濃度峰值點(diǎn)可能是 aa(填標(biāo)號(hào))。與不含鹽酸相比,CO達(dá)濃度峰值時(shí),CO2濃度 減小減小(填“增大”“減小”或”不變”),c(CO)c(HCOOH)的值 不變不變(填“增大”“減小”或“不變”)。
x
?
K
a
x
?
K
a
x
?
K
a
x
?
K
a
c
(
CO
)
c
(
C
O
2
)
5
-
5
y
6
y
5
-
5
y
6
y
6
y
2
1
-
y
6
y
2
1
-
y
c
(
CO
)
c
(
HCOOH
)
【考點(diǎn)】反應(yīng)熱和焓變;化學(xué)平衡的計(jì)算.
【答案】ΔH2-ΔH1;;x×K×;;;a;減?。徊蛔?/div>
x
?
K
a
x
?
K
a
5
-
5
y
6
y
6
y
2
1
-
y
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/8 8:0:8組卷:556引用:5難度:0.5
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