Question

【題目】汽車尾氣排放的CO、NOx等氣體是大氣污染的主要來源，NOx也是霧霾天氣的主要成因之一。

i.在汽車排氣管加裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低污染物的濃度，發(fā)生反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H＜0。為了模擬催化轉(zhuǎn)化器的工作原理，在t℃時，將2molNO與1mol CO充入1L反應(yīng)容器中，反應(yīng)過程中NO（g）、CO（g）、N2（g）的物質(zhì)的量變化如圖所示，

（1）①則反應(yīng)進行到20min時，CO2的平均反應(yīng)速率為________________．

②28min～36min內(nèi)NO、CO、N2的物質(zhì)的量發(fā)生了變化(NO、CO圖像未畫出)，引起該變化的條件可能是______．

a．加入催化劑 b．通入0.2mol N2

c．縮小容器體積 d．增加CO2的物質(zhì)的量

③當(dāng)36min達到平衡后，若保持體系溫度為t℃，再向容器中充入CO、CO2氣體,使兩者物質(zhì)的量濃度均加倍，平衡將__________移動（填“向左”、“向右”或“不”）

（2）若均取2molNO和1molCO的混合氣體分別放入3種不同的容器中進行該反應(yīng)，A容器保持恒溫恒壓，B容器保持恒溫恒容，C容器保持恒容絕熱，且初始時3個容器的容積和溫度均相同，下列說法正確的是______．

a.3個容器中NO的平衡轉(zhuǎn)化率的大小順序為 aA＞aB＞aC．

b.當(dāng)A容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時，說明該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)

c．A、B兩個容器達到平衡所用的時間：tA＞tB

d．當(dāng)C容器內(nèi)平衡常數(shù)不變時，說明該反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)

ii. 某溫度下，NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的平衡常數(shù)K=，該溫度下在甲、乙、丙三個體積為2L的恒容密閉容器中，投入NO2（g）和SO2（g），其起始濃度如表所示，

起始濃度	甲	乙	丙
c（NO2）/molL﹣1	0.10	0.20	0.20
c（SO2）/molL﹣1	0.10	0.10	0.20

（3）①10min后，甲中達到平衡，則甲中NO2的轉(zhuǎn)化率α（NO2）=_______________．

②達到平衡后，設(shè)甲、乙、丙中SO2（g）的轉(zhuǎn)化率分別為a、b、c，則三者的大小關(guān)系為_____________．

（4）利用反應(yīng)NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除NO2的簡易裝置如圖所示。

電極b的電極反應(yīng)式為__________________；常溫下，若用該電池電解0.6L飽和食鹽水，消耗標準狀況下448mL NH3時， 發(fā)現(xiàn)兩極產(chǎn)生相同體積的氣體，則此時溶液的PH=____（假設(shè)電解過程溶液體積不變）。

Answer 1

【答案】 0.02mol·L-1·min-1 c 不 abd 60% b>a=c 2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH- 13

【解析】（1）①反應(yīng)進行到20min時生成氮氣是0.2mol，根據(jù)方程式可知同時生成二氧化碳是0.4mol，濃度是0.4mol/L，則CO2的平均反應(yīng)速率為0.4mol/L÷20min＝0.02mol·L-1·min-1；②a、加入催化劑，平衡不移動，a錯誤；b、通入0.2mol氮氣，平衡向逆反應(yīng)方向移動，最終平衡后氮氣的物質(zhì)的量小于0.4mol，b錯誤；c、縮小容器體積，平衡向正反應(yīng)方向移動，達平衡時，濃度增大，c正確；d、增加CO2的物質(zhì)的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動，氮氣的平衡濃度降低，d錯誤，答案選c；③當(dāng)36min達到平衡后，若保持體系溫度為t℃，再向容器中充入CO、CO2氣體,使兩者物質(zhì)的量濃度均加倍，根據(jù)反應(yīng)的平衡常數(shù)可知平衡常數(shù)不變，所以平衡將不移動；（2）a、對于A容器，該反應(yīng)是一個氣體體積縮小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)進行氣體體積減小，但要保持恒壓，必須壓縮體積，相當(dāng)與增大壓強，NO的轉(zhuǎn)化率增大，B容器為恒容，隨著反應(yīng)的進行，氣體體積縮小，NO轉(zhuǎn)化率相對A要小，C容器恒溫絕熱，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，速率加快，平衡逆向移動，相對B容器NO的轉(zhuǎn)化率減小，a正確；b、氣體質(zhì)量不變，物質(zhì)的量在發(fā)生改變，平均摩爾質(zhì)量是變量，能判斷平衡，b正確；c、A容器壓強比B大，故反應(yīng)速率快，達到平衡所需的時間A比B短，C錯誤；d、平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，d正確；答案選abd；

（3）① NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

起始濃度（mol/L） 0.10 0.10 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x x x

平衡濃度（mol/L） 0.10-x 0.10-x x x

則根據(jù)平衡常數(shù)可知

解得x＝0.06，則甲中NO2的轉(zhuǎn)化率α（NO2）=0.06/0.10×100%＝60%；②乙相當(dāng)于是在甲的基礎(chǔ)上增大二氧化氮濃度，平衡向正反應(yīng)方向進行，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大；由于反應(yīng)前后體積不變，甲和丙是等效平衡，所以甲、乙、丙中SO2（g）的轉(zhuǎn)化率分別為a、b、c，則三者的大小關(guān)系為b>a=c；

（4）電極b通入二氧化氮，發(fā)生得到電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-；氨氣的物質(zhì)的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，轉(zhuǎn)移0.06mol電子，根據(jù)電子守恒可知生成氫氣和氯氣均是0.03mol，同時生成氫氧化鈉是0.06mol，濃度是0.06mol÷0.6L＝0.1mol/L，所以pH＝13。