CO2、SO2、NOx是重要的非金屬氧化物,與我們的生存環(huán)境息息相關(guān).
(1)SO2、NOx是形成酸雨和光化學(xué)煙霧的環(huán)境污染性氣體,研究發(fā)現(xiàn),空氣中少量的 NO2能參與硫酸型酸雨的形成,反應(yīng)過(guò)程如下:
①SO2+NO2=SO3+NO   ②SO3+H2O=H2SO4   ③2NO+O2=2NO2
則NO2在上述過(guò)程中的作用與H2SO4在下述變化中的作用相似的是______.
?A.潮濕的氯氣通過(guò)盛有濃H2SO4的洗氣瓶     B.硫化氫通入濃H2SO4
?C.亞硫酸鈉固體中加入H2SO4              D.制備乙酸乙酯時(shí)加入濃H2SO4
(2)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3
?①Na2CO3俗稱純堿,因CO32-水解而使其水溶液呈堿性,試寫(xiě)出CO32-水解的離子方程式(忽略第二步水解)______,其水解反應(yīng)的平衡常數(shù)(即水解常數(shù))的表達(dá)式為Kh=______.
?②已知25℃時(shí),Kh=2×10-4mol/L,則當(dāng)溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1時(shí),試求溶液的pH=______.
?③0.1mol/L Na2CO3溶液中c(OH-)-c(H+)=______[用含c(HCO-3)、c(H2CO3)的關(guān)系式表示].
(3)汽車尾氣的主要成分是一氧化碳和氮氧化物,治理尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器,發(fā)生如下反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g);△H<0.
若在一定溫度下,將2molNO、lmolCO充入固定容積的容器中,反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的濃度變化如圖所示.則從開(kāi)始到達(dá)到平衡狀態(tài)的過(guò)程中,平均反應(yīng)速率v(CO2)=______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).該溫度下,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為:K=______(用分?jǐn)?shù)表示).20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件可能是______(填字母).
①加入催化劑  ②降低溫度   ③縮小容器體積   ④增加CO2的物質(zhì)的量
A.只有①B.只有②C.只有③D.只有④

【答案】分析:(1)根據(jù)二氧化氮作反應(yīng)物時(shí)化合價(jià)的變化及在整個(gè)反應(yīng)中所起的作用分析;
(2)①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,能發(fā)生水解生成碳酸氫鈉和氫氧化鈉而使溶液呈堿性;水解平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比;
②根據(jù)水解平衡常數(shù)計(jì)算氫氧根離子的濃度,再根據(jù)水的離子積常數(shù)計(jì)算氫離子的濃度,從而計(jì)算其溶液的pH值;
③根據(jù)原子守恒和電荷守恒計(jì)算c(OH-)-c(H+)的值;
(3)先計(jì)算一氧化碳的反應(yīng)速率,再根據(jù)同一反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi),各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比判斷二氧化碳的反應(yīng)速率;化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比;
根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響分析.
解答:解:(1)①SO2+NO2=SO3+NO,該反應(yīng)二氧化氮中氮元素的化合價(jià)降低,所以二氧化氮作氧化劑;
將方程式①×2+②+③得方程式為:2SO2+H2O+O2=SO3+H2SO4,所以二氧化氮在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中起催化劑的作用.
A.潮濕的氯氣通過(guò)盛有濃H2SO4的洗氣瓶,濃硫酸作干燥劑,故A錯(cuò)誤;
B.硫化氫通入濃H2SO4中,濃硫酸能氧化硫化氫氣體,濃硫酸作氧化劑,故B正確;
C.亞硫酸鈉固體中加入H2SO4能生成二氧化硫,是利用強(qiáng)酸制取弱酸,故C錯(cuò)誤;         
 D.制備乙酸乙酯時(shí)加入濃H2SO4,濃硫酸作催化劑,故D正確;
故答案為:BD;
(2)①碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,能發(fā)生兩步水解,第一步水解生成碳酸氫根離子和氫氧根離子,水解方程式為:CO32-+H2O=HCO3-+OH-;Kh=,
故答案為:CO32-+H2O=HCO3-+OH-;Kh=
②Kh=2×10-4mol/L,則當(dāng)溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2:1時(shí),Kh==2×10-4mol/L,
C(OH- )=1×10-4 mol/L,C(H+ )=1×10-10mol/L,所以溶液的pH=10,故答案為:10;
③根據(jù)原子守恒和電荷守恒計(jì)算c(OH-)-c(H+)的值,根據(jù)碳原子守恒得,c(CO32-)+c(HCO3- )+c(H2CO3)=0.1mol/L,
根據(jù)溶液中電荷守恒得:2×c(CO32-)+c(HCO3- )+c(OH-)=c(Na+ )+c(H+ ),c(Na+ )=0.2mol/L,所以
c(OH-)-c(H+)=C(HCO3- )+2C(H2CO3),故答案為:C(HCO3- )+2C(H2CO3);
(3)一氧化碳的反應(yīng)速率==0.027mol/L,同一反應(yīng)中同一時(shí)間段內(nèi),各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,所以二氧化碳的反應(yīng)速率為0.027mol/L;
平衡時(shí),c(NO)=1.6mol/L,c(CO)=0.6mol/L,c(N2)=0.2mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,
所以K==L/mol,
根據(jù)圖象知,改變條件的瞬間,氮?dú)獾臐舛炔蛔,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氮?dú)獾臐舛仍龃笄以俅芜_(dá)到平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛却笥谠瓉?lái)平衡時(shí)的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng).
①加入催化劑平衡不移動(dòng),故錯(cuò)誤;
②降低溫度平衡向正反應(yīng)分析移動(dòng),故正確;
③縮小容器體積平衡向正反應(yīng)分析移動(dòng),達(dá)平衡時(shí),濃度應(yīng)大于15min時(shí)的濃度,但縮小體積的瞬間,氮?dú)獾臐舛葧?huì)增大,但圖片中15min時(shí)氮?dú)獾臐舛炔蛔,故錯(cuò)誤;
④增加CO2的物質(zhì)的量平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氮?dú)獾钠胶鉂舛冉档,故錯(cuò)誤.
故答案為:0.027mol/L;L/mol;B.
點(diǎn)評(píng):本題考查了化學(xué)平衡的有關(guān)問(wèn)題,難度較大,難點(diǎn)是根據(jù)溶液中電荷守恒和原子守恒計(jì)算c(OH-)-c(H+)的值.
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