Question

【題目】氮氧化物是環(huán)境污染物，研究氮氧化物轉(zhuǎn)化有重要的意義�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

（1）催化轉(zhuǎn)化器可使汽車(chē)尾氣反應(yīng)而轉(zhuǎn)化：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH

已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1＝akJ·mol-1；

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2＝bkJ·mol-1；

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3＝ckJ·mol-1

ΔH＝__kJ·mol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)；

（2）T℃時(shí)，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為1L的密閉容器中發(fā)生尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)，容器中NO物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。

①T℃時(shí)，該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。

②下列事實(shí)能判斷汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)達(dá)到到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___；

A．體系中NO的轉(zhuǎn)化率和CO的轉(zhuǎn)化率相等 B．氣體的密度不再變化

C．NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍 D．混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

③已知汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的ΔH<0。10min后，改變下列示意圖橫坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)條件，縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的量變化關(guān)系不正確的是___。（填序號(hào)）

a. b. c. d.

（3）碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程為：

第一步I2(g)2I(g)（快反應(yīng)）

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)（慢反應(yīng)）

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g)（快反應(yīng)）

實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k為速率常數(shù)）。

下列表述不正確的是___（填標(biāo)號(hào))。

A．IO為反應(yīng)的中間產(chǎn)物

B．第二步活化能比第三步小

C．第二步對(duì)總反應(yīng)速率起決定作用

D．N2O分解反應(yīng)中，k值與是否含碘蒸氣無(wú)關(guān)

（4）堿吸收、碳還原是目前工業(yè)生產(chǎn)中處理氮氧化物的常用方法。

①堿吸收的常見(jiàn)產(chǎn)物為NaNO2。常溫下，pH=8的NaNO2溶液中c(Na＋)-c(NO2-)=___mol·L-1（用精確值表示）；

②碳還原法是在高溫條件下將NO與NO2混合氣體與焦炭反應(yīng)，生成CO2和N2，且物質(zhì)的量之比為4:3，寫(xiě)出該方法的化學(xué)方程式___。

Answer 1

【答案】2b-a-c 1.25 CD ad BD 10-6-10-8 2NO+4NO2+4C=4CO2+3N2

【解析】

（1）①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1＝akJ·mol-1；②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2＝bkJ·mol-1；

③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3＝ckJ·mol-1，由蓋斯定律可知：②×2-①-③得：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=(2b-a-c) kJ·mol-1；

（2）①結(jié)合圖像，將物質(zhì)的量都是為0.8mol的NO和CO充入容積為1L的密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)，NO的物質(zhì)的量是為0.4mol，計(jì)算出達(dá)到平衡后反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量，并計(jì)算出它們的物質(zhì)的量濃度c(NO)==0.4 mol·L-1、c(CO)==0.4 mol·L-1、c(N2)== 0.2mol·L-1、c(CO)= =0.4 mol·L-1，K= =1.25；

②可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志：正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的量不變、物質(zhì)的量濃度不變等；

③該反應(yīng)ΔH<0，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合溫度、反應(yīng)物物質(zhì)的量對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，平衡常數(shù)的影響因素等；

（3）結(jié)合題中所給方程式還有其他條件分析，反應(yīng)取決于慢反應(yīng)，慢反應(yīng)的活化能比較大；

（4）①利用電荷守恒得出c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(NO2-)，再利用pH，計(jì)算出c(H+)、c(OH-)；

②結(jié)合原子守恒和得失電子守恒。

（1）由蓋斯定律可知：ΔH=(2b-a-c) kJ·mol-1；

（2）①由圖像可知，將物質(zhì)的量都是為0.8mol的NO和CO充入容積為1L的密閉容器中，2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，達(dá)到平衡時(shí)，NO的物質(zhì)的量是為0.4mol，則反應(yīng)中消耗NO的物質(zhì)的量為0.4mol，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故消耗CO的物質(zhì)的量為0.4mol，生成N2的物質(zhì)的量為0.2mol，生成CO2的物質(zhì)的量為0.4mol，則平衡時(shí)c(NO)==0.4 mol·L-1、c(CO)==0.4 mol·L-1、c(N2)== 0.2mol·L-1、c(CO)= =0.4 mol·L-1，K= =1.25；

②A．往1L密閉的容器中充入的NO和CO的物質(zhì)的量之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)無(wú)論是否達(dá)到平衡，它們的轉(zhuǎn)化率相等，A錯(cuò)誤；

B．反應(yīng)物和生成物都是氣體，混合氣體總質(zhì)量不變，并且體積不變，所以反應(yīng)前后密度不變，B錯(cuò)誤；

C．NO消耗速率等于N2生成速率的2倍，當(dāng)NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍，則N2生成速率等于N2消耗速率，C正確；

D．反應(yīng)物和生成物都是氣體，混合氣體總質(zhì)量不變，該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的反應(yīng)，當(dāng)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化時(shí)，混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡，D正確；

答案選CD。

③/span>a．當(dāng)溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)的變化不能引起平衡常數(shù)的變化，a錯(cuò)誤；

b．對(duì)于兩種或兩種以上的氣體反應(yīng)物，增大一種反應(yīng)物的物質(zhì)的量，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高，自身的轉(zhuǎn)化率降低，b正確；

c．對(duì)于給定的熱化學(xué)方程式，反應(yīng)熱(ΔH)不隨著反應(yīng)物的量的變化而變化，c正確；

d．汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)的ΔH<0，溫度越高反應(yīng)物CO的轉(zhuǎn)化率越低，d錯(cuò)誤；

答案選ad。

（3）A．第一步I2(g)2I(g)（快反應(yīng)）

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)（慢反應(yīng)）

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g)（快反應(yīng)）

過(guò)程中IO為反應(yīng)的中間產(chǎn)物，A正確；

B．第二步反應(yīng)比較慢，第三步比較快，說(shuō)明第二步活化能比第三步大，B錯(cuò)誤；

C．第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)（慢反應(yīng)），在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中起到?jīng)Q定性作用，C正確；

D．實(shí)驗(yàn)表明，含碘時(shí)N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k為速率常數(shù)），和碘蒸氣有關(guān)，D錯(cuò)誤；

答案選BD。

（4）①常溫下，pH=8的NaNO2溶液中，由電荷守恒可知：c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(NO2-)，故c(Na＋)-c(NO2-)= c(OH-) - c(H+)=(10-6-10-8)mol·L-1；

②碳還原法是在高溫條件下將NO與NO2混合氣體與焦炭反應(yīng)，生成CO2和N2，且物質(zhì)的量之比為4:3，結(jié)合原子守恒和得失電子守恒，該反應(yīng)方程式為：2NO+4NO2+4C=4CO2+3N2。