题目内容

【题目】为应对环境污染,使得对如何减少煤燃烧和汽车尾气中各种含碳、氮、硫等气体的排放,及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫.
(1)为减少煤燃烧中废气的排放,常将煤转化为清洁气体燃料.请写出焦炭与水蒸气高温下反应的化学方程式:
(2)选择适当的催化剂在高温下可将汽车尾气中的 CO、NO转化为无毒气体.
已知:①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H1=﹣566kJmol1
②2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H2=﹣746kJmol1
则反应N2(g)+O2(g)═2NO(g)的△H=kJmol1
(3)在一定温度下,向1L密闭容器中充入0.5mol NO、2mol CO,发生上述反应②,20s反应达平衡,此时CO的物质的量为1.6mol.在该温度下反应的平衡常数K=
(4)NO2会污染环境,可用NaOH溶液吸收NO2并生成等量的NaNO3和NaNO2 . 此反应的离子方程式是;恰好反应后,所得溶液呈弱碱性,则溶液中离子浓度大小关系是 c(Na+)>

【答案】
(1)C+H2O CO+H2
(2)+180
(3)1.25
(4)2NO2+2OH=NO3+NO2+H2O;c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+).
【解析】解:(1)根据质量和原子守恒,焦炭与水蒸气高温下反应生成两种可燃性气体为CO和H2 , 则反应的方程式为:C+H2O CO+H2 , 所以答案是:C+H2O CO+H2
(2.)①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=﹣566kJmol1②2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H2=﹣746kJmol1依据盖斯定律计算①﹣②得到反应的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g),△H=(﹣566+746)=+180KJ/mol,所以答案是:+180;
(3.)在一定温度下,向1L密闭容器中充入0.5mol NO、2mol CO,发生上述反应②,20S反应达平衡,此时CO的物质的量为1.6mol,依据化学平衡三段式列式计算:

2NO(g)

+

2CO(g)

N2(g)

+

2CO2(g)

起始量(mol)

0.5

2

0

0

变化量(mol)

0.4

0.4

0.2

0.4

平衡量(mol)

0.1

1.6

0.2

0.4

体积为1L,物质的量数值为浓度数值,计算得到平衡常数K= =1.25;所以答案是:1.25;
(4.)用NaOH溶液吸收NO2 , 反应中只有N元素化合价变化,则N的化合价分别由+4价变化为+5价和+3价,转移电子1mol,生成等量的NaNO3和NaNO2 , 反应的离子方程式为:2NO2+2OH=NO3+NO2+H2O,二者浓度相等,NO2水解溶液呈碱性,所得溶液中的离子浓度大小关系为c(Na+)>c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+),所以答案是:2NO2+2OH=NO3+NO2+H2O;c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+).
【考点精析】通过灵活运用反应热和焓变和化学平衡的计算,掌握在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热;反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%即可以解答此题.

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