Question

13．霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，其污染的來源多種多樣，如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚塵、垃圾焚燒等．
（1）汽車尾氣中的NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑的條件下可凈化．
①已知部分化學鍵的鍵能如下

化學鍵	N≡O	C≡O	C=O	N≡N
鍵能（KJ/mol）	632	1072	750	946

請完成汽車尾氣凈化中發(fā)生反應的熱化學方程式
2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）  Q=-538KJ
②若上述反應在恒溫、恒容的密閉體系中進行，t₁時刻達到平衡狀態(tài)，則下列示意圖不符合題意的是ABC（填選項序號）．


（2）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術．
在氨氣足量的情況下，不同c（NO₂）/c（NO），不同溫度對脫氮率的影響如圖所示（已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應為放熱反應），請回答：溫度對脫氮率的影響300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大，而300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減�。�
NH₄Al （SO₄）₂是食品加工中最為快捷的食品添加劑，用于焙烤食品中；NH₄HSO₄在分析試劑、醫(yī)藥、電子工業(yè)中用途廣泛．請回答下列問題：
（3）NH₄Al（SO₄）₂可作凈水劑，其理由是Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，即Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃吸附懸浮顆粒使其沉降從而凈化水．（用必要的方程式說明）；相同條件下，0.1mol•L^-1 NH₄HSO₄中c（NH₄⁺）＞（填“=”、“＞”或“＜”）0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂中c（NH₄⁺）．

（4）如圖1是0.1mol•L^-1電解質溶液的pH隨溫度變化的圖象．①其中符合0.1mol•L^-1NH₄Al（SO₄）₂的pH隨溫度變化的曲線是A（填寫字母）；
（5）室溫時，向100mL 0.1mol•L^-1NH₄HSO₄溶液中滴加0.1mol•L^-1NaOH溶液，得到的溶液pH與NaOH溶液體積的關系曲線如圖2所示．試分析圖中a、b、c、d四個點，水的電離程度最大的是a；在b點，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）①化學反應的焓變等于反應物舊鍵斷裂吸收的能量和產物中新鍵生成釋放的能量之差，據此回答計算；
②根據化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（2）根據圖示得到溫度和脫氮率的關系300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大；300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小；
（3）Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性；NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解；
（4）NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大；
（5）a、b、c、d四個點，根據反應量的關系，a點恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；b、c、d三點溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點溶液呈中性．

解答 解：（1）①化學反應的焓變等于反應物舊鍵斷裂吸收的能量和產物中新鍵生成釋放的能量之差，所以2NO（g）+2CO（ g）?N₂（ g）+2CO₂（g）的△H=（2×632+1072×2）-（750×4+946）kJ/mol=-538kJ/mol，故答案為：-538；
②A、t₁時正反應速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、平衡常數(shù)只受溫度的影響，反應在恒溫、恒容的密閉體系中進行，K始終不變，故B錯誤；
C、t₁時二氧化碳和一氧化氮的物質的量還在變化，說明正逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、反應前后氣體的系數(shù)和變化，所以總壓不變的狀態(tài)達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故選ABC；
（2）根據圖示信息得到：300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大；300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小，這是因為：300℃之前，反應未平衡，反應向右進行，脫氮率增大；300℃時反應達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小，
故答案為：300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大，而300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減��；
（3）Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，離子方程式：Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃，NH₄Al（SO₄）₂與NH₄HSO₄中的NH₄⁺均發(fā)生水解，但是NH₄Al（SO₄）₂中Al³⁺水解呈酸性抑制NH₄⁺水解，HSO₄^-電離出H⁺同樣抑制NH₄⁺水解，因為HSO₄^-電離生成的H⁺濃度比Al³⁺水解生成的H⁺濃度大，所以NH₄HSO₄中NH₄⁺水解程度比NH₄Al（SO₄）₂中的小，
故答案為：Al³⁺水解生成的Al（OH）₃具有吸附性，即Al³⁺+3H₂O═Al（OH）₃+3H⁺，Al（OH）₃吸附懸浮顆粒使其沉降從而凈化水；＞；
（4）NH₄Al（SO₄）₂水解，溶液呈酸性，升高溫度其水解程度增大，pH減小，符合的曲線為A，
故答案為：A；
（5）a、b、c、d四個點，根據反應量的關系，a點恰好消耗完H⁺，溶液中只有（NH₄）₂SO₄與Na₂SO₄；b、c、d三點溶液均含有NH₃•H₂O，（NH₄）₂SO₄可以促進水的電離，而NH₃•H₂O抑制水的電離．b點溶液呈中性，即溶液含有（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄、NH₃•H₂O三種成分，a點時c（Na⁺）=c（SO₄^2-），b點時c（Na⁺）＞c（SO₄^2-），根據N元素與S元素的關系，可以得出c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺），故c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺），
故答案為：a；c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）=c（H⁺）．

點評 本題考查了蓋斯定律的應用、化學平衡狀態(tài)的判斷、鹽類的水解和離子濃度大小的比較知識，題目難度較大，注意電解質溶液中離子濃度大小和電荷守恒守恒的分析應用．