Question

【题目】汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾天气的主要成因之一。

(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无毒的气体，其热化学方程式为：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) △H1＝－746.5kJ·mol—1

已知：2C(s)＋O2(g)2CO(g) △H2＝－221.0kJmol—1

CO2(g)C(s)＋O2(g) △H3＝＋393.5kJmol—1

①C(s)的然烧热(△H)为_____________。

②NO(g)分解成两种气体单质的热化学方程式为_____________。

(2)一定温度下，向初始容积均为2L的A、B、C三个容器中，均投入5 mol CO气体和4 mol NO气体发生如下反应：2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)

①上图表示该反应中NO的平衡转化率()随温度、压强变化的示意图，则X代表的物理量是______，Y1_ Yz(填“＞”或“＜”)

②反应过程中，A容器中保持恒温恒压，B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容。下列说法错误的是________。

a．B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为：tB＞tC

b．3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为＞＞

c．当A容器内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态

d．当B容器内气体密度保持不变时，说明该反应处于化学平衡状态

③当B容器中保持平衡时，NO所占体积分数为25％。则相同温度下，A容器中逆反应的平衡常数K=_________(保留两位有效数字)

(3)利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除用电器NO2的简易装置如图所示。

①a电极上的反应式为_____________。

②常温下，若用该电池电解0.6L，饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13，则理论上b电极上消耗B气体的体积为_______mL(标准状况；假设电解过程中溶液体积不变)。

Answer 1

【答案】393.5 kJ·mol—1 2NO(g) O2(g)＋N2(g) △H1＝－180.5kJ·mol—1 压强 ＜ d 4.5molL—1 2NH3－6e－＋6OH－＝2N2＋6H2O 336

【解析】

(1)根据正逆反应的焓变互为相反数判断C(s)的燃烧热、利用盖斯定律计算NO(g)分解为氮气、氧气的焓变；

(2) ①2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)正反应放热，升高温度平衡逆向移动；2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)正方向物质的量减少，增大压强平衡正向移动；②根据影响反应速率的因素、影响平衡移动的因素分析；③利用“三段式”计算平衡常数；

(3) ① 电子由a流向b，可知a是负极，a极失电子发生氧化反应；

②常温下，若用该电池电解0.6L，饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13，则生成氢氧化钠的物质的量为0.1mol/L×0.6L=0.06mol，电路中转移电子的物质的量是0.06mol，根据电子守恒计算b电极上消耗NO气体的体积。

(1)①根据CO2(g)C(s)＋O2(g) △H3＝＋393.5kJmol—1，可知C(s)＋O2(g) CO2(g) △H3＝－393.5kJmol—1，所以C(s)的燃烧热(△H)为393.5kJmol—1。

②（1） 2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) △H1＝－746.5kJ·mol—1

（2）2C(s)＋O2(g)2CO(g) △H2＝－221.0kJmol—1

（3）CO2(g)C(s)＋O2(g) △H3＝＋393.5kJmol—1

根据盖斯定律（1）－（2）＋（3）得 2NO(g) O2(g)＋N2(g) △H1＝－180.5kJ·mol—1。

(2) ①2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)正反应放热，升高温度平衡逆向移动，NO的平衡转化率降低；2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)正方向物质的量减少，增大压强平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，所以X代表的物理量是压强，Y代表的物理量是温度，温度越高NO的平衡转化率越小，所以Y1＜Y2；

②a．B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容，正反应放热，C容器的温度高，反应速率快，B、C两个容器中反应达到平衡所用的时长为：tB＞tC，故a正确；

b．A容器中保持恒温恒压，B容器中保持恒温恒容，A压强大于B，A中NO的转化率大于B；B容器中保持恒温恒容，C容器中保持绝热恒容，正反应放热，C容器的温度高，B中NO的转化率大于C，3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为＞＞，故b正确；

c．根据 ，总物质的量是变量，所以容器内气体平均摩尔质量是变量，当A容器内气体平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态，故c正确；

d．B容器中保持恒温恒容， ，密度是恒量，当B容器内气体密度保持不变时，该反应不一定处于平衡状态，故d错误。选d。

③ 2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)

开始 2.5 2 0 0

转化 2x 2x 2x x

平衡2.5－2x 2－2x 2x x

，x=0.5

A容器中逆反应的平衡常数K==4.5 molL—1；

(3) ① 电子由a流向b，可知a是负极，a极失电子发生氧化反应，电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－＝2N2＋6H2O；

②常温下，若用该电池电解0.6L饱和食盐水，一段时间后，测得饱和食盐水pH变为13，则生成氢氧化钠的物质的量为0.1mol/L×0.6L=0.06mol，电路中转移电子的物质的量是0.06mol，b电极上NO2得电子发生还原反应, 2NO2＋8e－＋4H2O＝N2＋8OH－，根据得失电子守恒，消耗NO2在标准状况下的的体积为0.06mol÷4×22.4L/mol=0.336L=336mL。