Question

研究氮的氧化物、硫的氧化物、碳的氧化物等大氣污染物的處理具有重要意義．
（1）將體積比為1：1的NO和NO₂的混合氣通入氫氧化鈉溶液，氣體被完全吸收，生成水和一種鹽，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

 

．汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器，可使尾氣中主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)．
已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
則反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1
（2）NO₂與SO₂混合可發(fā)生反應(yīng)：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）．
①將一定量的NO₂與SO₂置于絕熱恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的趨勢如圖所示．由圖可知下列說法正確的是

 

（填字母）．
A．反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)
B．反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)
C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D．△t₁=△t₂時(shí)，SO₂的消耗量：a～b段大于b～c段
②在一定溫度下，將物質(zhì)的量比為1：2的NO₂與SO₂置于固定容積的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測得平衡時(shí)NO₂與SO₂物質(zhì)的量比為1：6，則該溫度下的平衡常數(shù)K=

 

．
（3）CO在實(shí)際中有以下應(yīng)用：
①用Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)猓�空氣與CO₂的混合氣作為正極助燃?xì)�，制得�?50℃下工作的燃料電池．完成有關(guān)的電極反應(yīng)式．
負(fù)極反應(yīng)式：2CO+2CO₃^2-一4e^-=4CO₂
正極反應(yīng)式：

 

．
②1mol CO和1mol H₂O（g）在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成0.67molCO₂，若在相同條件下將H₂O（g）改為4mol，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，生成CO₂的物質(zhì)的量約為

 

（填字母）．
A．0.52mol    B．1.4mol    C．2mol    D．0.94mol．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）1：1的NO和NO₂的混合氣通入氫氧化鈉溶液，氣體被完全吸收，生成水和一種鹽，鹽中氮的化合價(jià)為

2+4

2

=3，所以產(chǎn)物為亞硝酸鈉，蓋斯定律分析求解；
（2）①該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后體積不變的可逆反應(yīng)，容器的體積恒定、混合氣體的物質(zhì)的量的不變，所以壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率無影響，但溫度和濃度影響其反應(yīng)速率，結(jié)合圖象可知反應(yīng)速率先增大后減小，因?yàn)橹灰�開始反應(yīng)，反應(yīng)物濃度就要降低，反應(yīng)速率應(yīng)該降低，但此時(shí)正反應(yīng)卻是升高的，這說明此時(shí)溫度的影響是主要的，由于容器是絕熱的，因此只能是正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，從而導(dǎo)致容器內(nèi)溫度升高反應(yīng)速率加快；
②利用三段法計(jì)算平衡時(shí)的濃度來計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；
（3）①該燃料電池中，負(fù)極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子而發(fā)生還原反應(yīng)；
②增大反應(yīng)物濃度，平衡正向移動(dòng)；結(jié)合可逆反應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)行判斷．

解答： 解：（1）1：1的NO和NO₂的混合氣通入氫氧化鈉溶液，氣體被完全吸收，生成水和一種鹽，鹽中氮的化合價(jià)為

2+4

2

=3，所以產(chǎn)物為亞硝酸鈉，離子方程式：NO+NO₂+2OH^-=2NO₂^-+H₂O；Ⅰ、N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
Ⅱ、2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
Ⅲ、C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
方程式Ⅲ×2-Ⅰ-Ⅱ得方程2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），
所以△H=（-393.5kJ/mol ）×2-（+180.5kJ/mol  ）-（-221.0kJ/mol）=-746.5 kJ/mol  
故答案為：NO+NO₂+2OH^-=2NO₂^-+H₂O；-746.5；
（2）①A．化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，故一定未達(dá)平衡，故A錯(cuò)誤；
B．a(chǎn)到b時(shí)正反應(yīng)速率增加，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間不斷減小，故B錯(cuò)誤；
C、從a到c正反應(yīng)速率增大，之后正反應(yīng)速率減小，說明反應(yīng)剛開始時(shí)溫度升高對(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)正反應(yīng)速率的影響，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故C正確；
D、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO₂的轉(zhuǎn)化率將逐漸增大，故D錯(cuò)誤；
故選C；
②設(shè)加入的二氧化氮的物質(zhì)的量為a，則二氧化硫的為2a，
                    NO₂（g）+SO₂（g）?SO₃（g）+NO（g）
  起始物質(zhì)的量      1a       2a         0     0
轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量         x        x         x     x
平衡物質(zhì)的量        a-x     2a-x        x     x
則（a-x）：（2a-x）=1：6，x=

4a

5

，則平衡時(shí)，C（ NO₂）=

a-x

V

mol/L=

a

5V

，C（SO₂）=

2a-x

V

mol/L=

6a

5V

C（SO₃）=C（NO）=

4a

5V

mol/L，平衡常數(shù)K=

4a 5V × 4a 5V

a 5V × 6a 5V

=

8

3

，故答案為：

8

3

；
（3）①該燃料電池中，負(fù)極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CO+H₂-4e^-+2CO₃^2-=3CO₂+H₂O，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸根離子而發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；
②增大水蒸氣的濃度，平衡正向移動(dòng)，但CO不可能完全轉(zhuǎn)化，故平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量的取值范圍為：0.67＜n（CO₂）＜1，故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查離子方程式的書寫、蓋斯定律的運(yùn)用、化學(xué)平衡的計(jì)算和電化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，綜合性強(qiáng)，有一定的難度．