Question

15．對燃煤煙氣和汽車尾氣進行脫硝、脫碳和脫硫等處理，可實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排等目的．汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化劑}{?}$ N₂（g）+2CO₂（g）+Q（Q＞0）．
一定條件下，在一密閉容器中，用傳感器測得該反應(yīng)在不同時間的NO和CO濃度如表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）/mol•L-1	1.00×10-3	4.50×10-4	2.50×10-4	1.50×10-4	1.00×10-4	1.00×10-4
c（CO）/mol•L-1	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$．
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ（N₂）=1.875×10^-4mol/（L•s）；
    達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率為25%．
（3）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是bd
a．2υ_正（NO）=υ_逆（N₂）             b．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化    d．容器中CO的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化
（4）采用低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)，同時吸收SO₂和NO_x，獲得（NH₄）₂SO₄的稀溶液．往（NH₄）₂SO₄溶液中再加入少量（NH₄）₂SO₄固體，$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$的值將變大（填“變大”、“不變”或“變小”）
（5）有物質(zhì)的量濃度相等的三種銨鹽溶液：①NH₄Cl    ②NH₄HCO₃  ③NH₄HSO₄，這三種溶液中水的電離程度由大到小的順序是②＞①＞③（填編號）；
（6）向BaCl₂溶液中通入足量SO₂氣體，沒有沉淀生成，繼續(xù)滴加一定量的氨水后，生成BaSO₃沉淀．用電離平衡原理解釋上述現(xiàn)象飽和SO₂溶液中電離產(chǎn)生的SO₃^2-很少，因此沒有沉淀．加入氨水后，促進H₂SO₃的電離，SO₃^2-離子濃度增大，有沉淀產(chǎn)生．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
（2）先計算v（NO），再根據(jù)反應(yīng)速率與計量數(shù)關(guān)系計算υ（N₂）；
CO轉(zhuǎn)化率=$\frac{參加反應(yīng)的CO物質(zhì)的量濃度}{CO初始物質(zhì)的量濃度}×100%$；
（3）只有反應(yīng)前后改變的物理量不變時可逆反應(yīng)才能達到平衡狀態(tài)；
（4）在（NH₄）₂SO₄溶液中存在水解反應(yīng)，2NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，往（NH₄）₂SO₄溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固體，水解平衡向正方向進行，但銨根的水解率減小，所以$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$的值將變大；
（5）①NH₄Cl ②NH₄HCO₃ ③NH₄HSO₄，其中③對水的電離起到抑制作用，①②對水的電離起到促進作用，根據(jù)水解程度判斷對水的電離的影響分析解答；
（6）根據(jù)飽和SO₂溶液中電離產(chǎn)生的SO₃^2-很少，因此沒有沉淀；加入氨水后，促進H₂SO₃的電離，SO₃^2-離子濃度增大，有沉淀產(chǎn)生來分析．

解答 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，所以K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$，故答案為：K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$；
（2）v（NO）=$\frac{（1.00-0.25）×1{0}^{-3}mol/L}{2s}$=3.75×10^-4mol/（L•s），再根據(jù)反應(yīng)速率與計量數(shù)關(guān)系得υ（N₂）=1.875×10^-4mol/（L•s）；
CO轉(zhuǎn)化率=$\frac{參加反應(yīng)的CO物質(zhì)的量濃度}{CO初始物質(zhì)的量濃度}×100%$=$\frac{（3.60-2.70）×1{0}^{-3}mol/L}{3.60×1{0}^{-3}mol/L}$×100%=25%，
故答案為：1.875×10^-4；25%；
（3）a．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，v_正（NO）=2v_逆（N₂）說明氮氣正逆反應(yīng)速率相同，2v_正（NO）=v_逆（N₂），不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量減小，容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng) 前后氣體質(zhì)量不變，體積不變，過程中和平衡狀態(tài)容器中氣體的密度都不隨時間而變化，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．容器中CO的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化，是平衡標志，故d正確；
故答案為：bd；
（4）在（NH₄）₂SO₄溶液中存在水解反應(yīng)，2NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，往（NH₄）₂SO₄溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固體，水解平衡向正方向進行，但銨根的水解率減小，所以$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$將變大，故答案為：變大；
（5）物質(zhì)的量濃度相等的三種銨鹽溶液：①NH₄Cl②NH₄HCO₃③NH₄HSO₄，這三種溶液中，其中③對水的電離起到抑制作用，①②對水的電離起到促進作用，所以三種溶液中由水電離出的OH^-濃度③中濃度最小，又②NH₄HCO₃是互相促進水解水解程度更大，則，②對水的電離起到促進作用比①大，所以三種溶液中水的電離程度由大到小的順序是②①③，故答案為：②＞①＞③；
（6）因為飽和SO₂溶液中電離產(chǎn)生的SO₃^2-很少，因此沒有沉淀，加入氨水后，促進H₂SO₃的電離，SO₃^2-離子濃度增大，有沉淀產(chǎn)生，
故答案為：飽和SO₂溶液中電離產(chǎn)生的SO₃^2-很少，因此沒有沉淀，而加入氨水后，促進H₂SO₃的電離，SO₃^2-離子濃度增大，有沉淀產(chǎn)生．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、鹽類水解等知識點，為高頻考點，注意鹽類水解的實質(zhì)和把握弱電解質(zhì)的電離，從影響平衡移動的角度分析水的電離程度，注意：只有反應(yīng)前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，題目難度不大．