Question

【题目】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-393.5 kJ/mol和-283 kJ/mol

则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的△H=_______ kJ/mol。

（2）将 0.20 mol NO 和 0.10 mol CO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。

①0～9 min 内 的平均反应速率v(N2)=____mol/(L ·min) (保留两位有效数字)；第12min时改变的反应条件可能为_____ (填字母).

A.升高温度 B.加入NO C.降低温度 D.加催化剂

②该反应在第24min时达到平衡状态，CO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可)。

（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0.1mol/LHCOONa溶液的pH=10，则HCOOH 的电离常数Ka=_______。

Answer 1

【答案】 -746.5 2.2×10-3 C 14.8% 3.4 2c(SO32-)+c(HSO3-) 1.0×10-7

【解析】(1)①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180.5kJmol-1，②C的燃烧热(△H)为-393.5kJmol-1，热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJmol-1，③CO的燃烧热283kJmol-1 ，热化学方程式为CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H=-283kJmol-1，依据盖斯定律计算③×2-①得到，2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)的△H=-746.5kJ/mol，故答案为：-746.5；

(2)①图像分析一氧化碳浓度变化=0.10mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)= =4.4×10-3 mol/(L·min)，则v(N2)= v(CO)=2.2×10-3 mol/(L·min)，第12min时，一氧化碳和一氧化氮浓度减小，浓度增大说明平衡正向进行；A．反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，故A不符合；B．加入NO，平衡正向进行，一氧化氮浓度大于原平衡，故B不符合；C．反应是放热反应，降低温度，平衡正向进行，故C符合；D．加催化剂改变反应速率不改变化学平衡，故D不符合；故答案为：2.2×10-3；C；

②该反应在第24min时达到平衡状态，平衡浓度c(N2)=0.03mol/L，c(NO)=0.14mol/L，c(CO)=0.04mol/L，依据化学平衡三段式列式计算

2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)

起始量(mol/L) 0.2 0.1 0 0

变化量(mol/L) 0.06 0.06 0.03 0.06

平衡量(mol/L) 0.14 0.04 0.03 0.06

CO的体积分数=×100%=14.8%，平衡常数K==3.4，故答案为：14.8%；3.4；

(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，依据溶液中电荷守恒分析，c(Na+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)，c(H+)=c(OH-)，得到c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)，故答案为：2c(SO32-)+c(HSO3-)；

(4)常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10，溶液中存在HCOO-水解HCOO-+H2OHCOOH+OH-，故Kh==10-7，则HCOOH的电离常数Ka===1×10-7，故答案为：1.0×10-7。