Question

（14分）【化学——选修：化学反应原理；必做题】

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量．有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。

（1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。

已知：①N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）△H1＝＋180．5kJ/mol

②C和CO的燃烧热（△H）分别为－393．5kJ·mol－1和－283kJ·mol－1。

则2NO（g）＋2CO（g）＝N2（g）＋2CO2（g）的△H＝______________kJ·mol－1

（2）将0．20 molNO和0．10 molCO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。

①0－9min内的平均反应速率v（N2）＝_____mol· L－1·min－1（保留两位有效数字）；第12 min时改变的反应条件可能为______________。

A．升高温度 B．加入NO C．加催化剂 D．降低温度

②该反应在第24 min时达到平衡状态，CO2的体积分数为__________（保留三位有效数字），化学平衡常数K＝___________（保留两位有效数字）。

（3）烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c（Na＋）＝____________（用含硫微粒浓度的代数式表示）。

（4）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO2转化成HCOOH和O2．已知常温下0．1 mol·L－1的HCOONa溶液pH＝10，则HCOOH的电离常数Ka＝___________。

Answer 1

（每空2分，共14分）（1）-746.5 （2）①2.2×10-3 D ②22.2% 3.4

（3）2c(SO32—)+c(HSO3—)（4）1.0×10-7

【解析】C（s）＋O2（g）＝CO2（g）△H1＝—393.5kJ/mol，

试题分析：（1）已知：①N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）△H1＝＋180.5kJ/mol，CO的燃烧热为－283kJ·mol－1，即②2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）△H1＝—566kJ/mol，则根据盖斯定律可知②—①即可得到2NO（g）＋2CO（g）＝N2（g）＋2CO2（g）的△H＝-746.5kJ·mol－1。

（2）①根据图像可知0－9min内生成氮气的浓度是0.02mol/L，则平均反应速率v（N2）＝0.02mol/L÷9min＝2.2×10-3mol· L－1·min－1；第12 min时CO和NO的浓度逐渐减小，而氮气的浓度逐渐增大，这说明平衡向正反应方向进行。正方应是体积减小的、放热的可逆反应，则改变的反应条件可能为降低温度，升高温度平衡向逆反应方向进行，加入NO，NO的浓度增大，加催化剂不能影响平衡， 答案选D。

②在第24 min时达到平衡状态，此时CO、NO和氮气的浓度分别是0.04mol/L、0.14mol/L、0.03mol/L，根据方程式可知生成CO2的浓度是氮气的2倍，即为0.06mol/L，因此CO2的体积分数为；化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则化学平衡常数K＝。

（3）烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，则根据电荷守恒2c(SO32—)+c(HSO3—)+c(OH—)＝c(H+)+c（Na＋）。所得溶液呈中性，则c(OH—)＝c(H+)，因此该溶液中c（Na＋）＝2c(SO32—)+c(HSO3—)。

（4）已知常温下0．1 mol·L－1的HCOONa溶液pH＝10，即c(OH—)＝10—4mol/L，c(H+)＝10—10mol/L，根据水解方程式可知c(HCOOH)＝10—4mol/L，又因为c(HCOO—)＝0.1mol/L，则HCOOH的电离常数Ka＝。

考点：考查盖斯定律的应用、平衡状态计算、外界条件对平衡状态的影响以及溶液中离子浓度大小比较和平衡常数计算等