Question

（14分）【化學——選修：化學反應(yīng)原理；必做題】

為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量．有效控制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。

（1）在汽車排氣管內(nèi)安裝催化轉(zhuǎn)化器，可將汽車尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。

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

②C和CO的燃燒熱（△H）分別為－393．5kJ·mol－1和－283kJ·mol－1。

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

（2）將0．20 molNO和0．10 molCO充入一個容積為1L的密閉容器中，反應(yīng)過程中物質(zhì)濃度變化如圖所示。

①0－9min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N2）＝_____mol· L－1·min－1（保留兩位有效數(shù)字）；第12 min時改變的反應(yīng)條件可能為______________。

A．升高溫度 B．加入NO C．加催化劑 D．降低溫度

②該反應(yīng)在第24 min時達到平衡狀態(tài)，CO2的體積分數(shù)為__________（保留三位有效數(shù)字），化學平衡常數(shù)K＝___________（保留兩位有效數(shù)字）。

（3）煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，該溶液中c（Na＋）＝____________（用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示）。

（4）通過人工光合作用能將水與燃煤產(chǎn)生的CO2轉(zhuǎn)化成HCOOH和O2．已知常溫下0．1 mol·L－1的HCOONa溶液pH＝10，則HCOOH的電離常數(shù)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，

試題分析：（1）已知：①N2（g）＋O2（g）＝2NO（g）△H1＝＋180.5kJ/mol，CO的燃燒熱為－283kJ·mol－1，即②2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g）△H1＝—566kJ/mol，則根據(jù)蓋斯定律可知②—①即可得到2NO（g）＋2CO（g）＝N2（g）＋2CO2（g）的△H＝-746.5kJ·mol－1。

（2）①根據(jù)圖像可知0－9min內(nèi)生成氮氣的濃度是0.02mol/L，則平均反應(yīng)速率v（N2）＝0.02mol/L÷9min＝2.2×10-3mol· L－1·min－1；第12 min時CO和NO的濃度逐漸減小，而氮氣的濃度逐漸增大，這說明平衡向正反應(yīng)方向進行。正方應(yīng)是體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)，則改變的反應(yīng)條件可能為降低溫度，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進行，加入NO，NO的濃度增大，加催化劑不能影響平衡， 答案選D。

②在第24 min時達到平衡狀態(tài)，此時CO、NO和氮氣的濃度分別是0.04mol/L、0.14mol/L、0.03mol/L，根據(jù)方程式可知生成CO2的濃度是氮氣的2倍，即為0.06mol/L，因此CO2的體積分數(shù)為；化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，則化學平衡常數(shù)K＝。

（3）煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，則根據(jù)電荷守恒2c(SO32—)+c(HSO3—)+c(OH—)＝c(H+)+c（Na＋）。所得溶液呈中性，則c(OH—)＝c(H+)，因此該溶液中c（Na＋）＝2c(SO32—)+c(HSO3—)。

（4）已知常溫下0．1 mol·L－1的HCOONa溶液pH＝10，即c(OH—)＝10—4mol/L，c(H+)＝10—10mol/L，根據(jù)水解方程式可知c(HCOOH)＝10—4mol/L，又因為c(HCOO—)＝0.1mol/L，則HCOOH的電離常數(shù)Ka＝。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用、平衡狀態(tài)計算、外界條件對平衡狀態(tài)的影響以及溶液中離子濃度大小比較和平衡常數(shù)計算等