题目内容

9．碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题．消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5的排放．已知如下信息：
2CO（g）+2NO（g）?2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ•mol-1
2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-565kJ•mol-1
（1）在一定条件下N2和O2会转化为NO气体，写出反应的热化学方程式N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+183KJ/mol．
（2）为研究不同条件对反应的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.4mol CO，在催化剂存在的条件下发生反应，10min时反应达到平衡，测得10min内v（NO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，则平衡后n（CO）=0.25mol，关于该平衡的下列说法正确的是bce．
a．增大压强，平衡一定向右移动
b．其它条件不变，升高温度，化学反应速率一定增大
c．其它条件不变，若改为在恒压容器中进行，CO的平衡转化率比恒容条件下大
d．向平衡后的容器中再充人0.2mol NO和0.1mol CO，化学平衡常数增大
e．达到平衡后v正（NO）=2v逆（N2）
（3）其它条件相同，tmin时不同温度下测得NO的转化率如图所示．A点的反应速率v正＞v逆（填“＞”“＜”或“=“），A、B两点反应的平衡常数较大的是A（填“A”或“B“）．
（4）相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c（NH4+）较小，试分析原因：
NO2-水解显碱性，对铵根离子水解起到促进作用．0.1mol•L-1NH4NO3溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-），常温下NO2-水解反应的平衡常数Kh=1.4×10-11mol•L-1（保留两位有效数字）．
（已知的电离常数Ka=7.1×10-4mol•L-1，NH3•H2O的电离常数=1.7×10-5mol•L-1．

分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到N2和O2会转化为NO气体的热化学方程式；
（2）结合化学平衡三段式列式计算，测得10min内v（NO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，反应消耗物质的量=
7.5×10-3mol•L-1•min-1×10min×2L=0.15mol
             2CO（g）+2NO（g）?2CO2（g）+N2（g）
起始量（mol） 0.4      0.2       0       0
变化量（mol） 0.15     0.15     0.15    0.075
平衡量（mol） 0.25     0.05      0.15   0.075
反应是气体体积减小的放热反应，依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断，
a．反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向右移动，但同时改变温度或浓度，平衡可能逆向进行；
b．反应是放热反应，其它条件不变，升高温度，平衡逆向进行，但化学反应速率一定增大；
c．其它条件不变，若改为在恒压容器中进行，压强比恒容容器中大，平衡正向进行，CO的平衡转化率比恒容条件下大；
d．化学平衡常数只随温度变化；
e．反应是之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，v正（NO）=2v逆（N2）说明氮气正逆反应速率相同；
（3）化学反应速率随温度升高增大，NO的转化率随温度升高增大，到B点后减小，说明反应是放热反应平衡逆向进行，平衡常数减小；
（4）相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c（NH4+）较小是因为NO2-是弱酸阴离子水解显碱性，铵根离子水解显酸性，二者水解相互促进；硝酸铵溶液中铵根离子水解显酸性，依据水解平衡常数表达式，分子和分母都乘以氢离子浓度得到水解平衡常数Kh=$\frac{Kw}{Ka}$；

解答 解：（1）①2CO（g）+2NO（g）?2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-565kJ•mol-1
在一定条件下N2和O2会转化为NO气体，反应的热化学方程式依据盖斯定律计算②-①得到：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+183KJ/mol，
故答案为：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+183KJ/mol；
（2）结合化学平衡三段式列式计算，测得10min内v（NO）=7.5×10-3mol•L-1•min-1，反应消耗物质的量=
7.5×10-3mol•L-1•min-1×10min×2L=0.15mol
             2CO（g）+2NO（g）?2CO2（g）+N2（g）
起始量（mol） 0.4      0.2       0       0
变化量（mol） 0.15     0.15     0.15    0.075
平衡量（mol） 0.25     0.05      0.15   0.075
反应是气体体积减小的放热反应，依据化学平衡移动原理和影响因素分析判断，
a．改变压强的同时改变温度或浓度，平衡可能逆向进行，反应是气体体积减小的反应，所以是其他条件不变时增大压强，平衡一定向右移动，故a错误；
b．反应是放热反应，其它条件不变，升高温度，平衡向吸热反应方向进行，即逆向进行，但化学反应速率一定增大，故b正确；
c．其它条件不变，若改为在恒压容器中进行，恒压容器中随反应进行压强比恒容容器中大，平衡正向进行，CO的平衡转化率比恒容条件下大，故c正确；
d．化学平衡常数只随温度变化，不随浓度变化，故d错误；
e．反应是之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，v正（NO）=2v逆（N2）说明氮气正逆反应速率相同，反应是破坏状态，故e正确；
故答案为：bce；
（3）化学反应速率随温度升高增大，则VA＜VB，NO的转化率随温度升高增大，到B点后减小，说明反应是放热反应平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：＞，A；
（4）相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c（NH4+）较小，是因为NO2-是弱酸阴离子水解显碱性，铵根离子水解显酸性，二者水解相互促进；硝酸铵溶液中铵根离子水解显酸性，溶液中离子浓度大小为：c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）；
依据NO2-+H2O?HNO2+OH-，水解平衡常数表达式Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HN{O}_{2}）}{c（N{{O}_{2}}^{-}）}$，分子和分母都乘以氢离子浓度得到水解平衡常数Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（HN{O}_{2}）}{c（N{{O}_{2}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{Ka}$=$\frac{1{0}^{-14}}{7.1×1{0}^{-4}}$=1.4×10-11；
故答案为：NO2-水解显碱性，对铵根离子水解起到促进作用，c（NO3-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-）；1.4×10-11．

点评 本题考查了热化学方程式书写方法，化学平衡影响因素分析判断，平衡常数、反应速率概念的计算应用，注意盐类水解和弱电解质电离平衡的计算分析，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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（1）合成氨所用的氢气可以甲烷为原料制得，有关化学反应的能量变化如图1所示．
CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2 （g）△H=+161.1kJ•mol-1．
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合亚铜溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：
[Cu（NH3）2CH3COO]（l）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]CH3COO•CO（l）；△H＜0
吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是B．（填写选项编号）
A．高温、高压　 　B．高温、低压　　 C．低温、低压　　　　D．低温、高压
（3）氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（1）+H2O（g）△H＜0．某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K为2500L2•mol-2．
（4）取两个相同的恒容容器，保持相同温度，并加入等量的CO2气体，根据实验数据绘制出c（NH3）随时间（t）变化的曲线如图2所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则A（填“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是A曲线起始浓度小，但在20min时间内反应速率快，说明其温度高．
（5）已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如下表：
弱电解质H2CO3NH3•H2O
电离平衡常数Ka1=4.30×10-7　　　　Ka2=5.61×10-11Kb=1.77×10-5
现有常温下0.1mol•L-1的（NH4）2CO3溶液，
①该溶液呈碱性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是由于NH3•H2O的电离平衡常数大于HCO3-的电离平衡常数，因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度，溶液中c（OH-）＞c（H+），溶液呈碱性．
②该（NH4）2CO3溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是B．　
A、c（NH4+）＞c（CO32-）＞c（HCO3-）＞c（NH3•H2O）
B、c（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+c（CO32-）
C、c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1mol•L-1
D、c（NH4+）+c（NH3•H2O）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）
14．某同学欲探究食品添加剂铵明矾NH4Al（SO4）2•12H2O高温分解的情况．
（1）预测产物：下列关于气体产物的预测不合理的是．
A．NH3、N2、SO2、H2O           
B．NH3、SO3、H2O
C．NH3、SO2、H2O               
D．NH3、N2、SO3、SO2、H2O
（2）定性检验：取一定量铵明矾，设计下列实验探究产物．
①按图示组装仪器后，首先检查整套装置的气密性，操作是关闭支口开关K1并打开K2，将最后的导管通入水中，微热大试管，若看到从导管中出现气泡，且停止加热后在导管中上升一段水柱，则证明气密性好．

②夹住止水夹K1，打开止水夹K2，用酒精喷灯充分灼烧．实验过程中，装置A和导管中未见红棕色气体；试管C中的品红溶液褪色；在支口处可检验到NH3，方法是打开K1，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口，若出现白烟或用润湿的红色石蕊试纸变蓝检验；（NH4）2SO4或者（NH4）2SO3或者SO3或酸式盐及以上物质的混合物；在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体，该白色固体可能是（NH4）2SO4或者（NH4）2SO3或者SO3或酸式盐及以上物质的混合物（任填一种物质的化学式）．
③分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物，写出它溶于NaOH溶液的离子方程式Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O．
（3）分析和结论：实验证明气体产物是（1）D中的5种气体．相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值，V（N2）：V（SO2）=1：3．
1．写出相对分子质量为128的烃的分子式：C10H8、C9H20．
18．欲得到较纯净氯乙烷的方法是（　　）
A．乙烷与氯气发生取代反应B．乙烯与氯气发生加成反应
C．乙烯与氯化氢发生加成反应D．乙炔与氯化氢发生加成反应
19．下列关于化学键的叙述正确的是（　　）
A．只有金属元素和非金属元素化合时才能形成离子键
B．单质分子中均存在化学键
C．阴阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键
D．含有共价键的化合物不一定是共价化合物

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