Question

【题目】汽车尾气中的主要污染物是 NO、NO2 和 CO。处理汽车尾气，可实现绿色环保、节能减排。

(1)用 NaOH 溶液吸收 NO、NO2，当 n(NO)∶n(NO2)＝1 时只生成一种盐，该盐的化学式为 _________ 。

(2)已知：①CO 的燃烧热△H1＝－282 kJ·mol－1；

②N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H2＝＋183 kJ·mol1。

写出 NO 和 CO 反应生成无污染性气体的热化学反应方程式______________________。

(3)在密闭容器中充入 10molCO 和 8molNO，发生反应，如图为平衡时 NO 的体积分数与温度，压强的关系。

①若反应在恒容密闭容器中进行，下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是_____。

A B C D

②该反应达到平衡后，为在提高反应速率的同时提高 NO 的转化率，可采取的措施有_____(填字母)。

A．升高温度 B．缩小容器的体积

C．增加 CO 的浓度 D．改用高效催化剂

③在压强为 10MPa、温度为 T1 条件下，若反应进行到 20 min 达到平衡状态，容器的体积为 4 L，则此时 NO 的转化率＝________________ ，用 N2 的浓度变化表示的平均反应速率 v(N2)＝ _______________，该温度下平衡常数 Kp＝___________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；保留两位有效数字)。

④若在 M 点对反应容器降温，同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的化学平衡状态可能是图中 A～F 点中的_____点。

Answer 1

【答案】NaNO22CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H＝－747 kJ·moL－1ADBC50%0.025 mol·L－1·min－10.089F

【解析】

（1）用 NaOH 溶液吸收 NO、NO2，当 n(NO)∶n(NO2)＝1 时只生成一种盐，NO中N为+2价，NO2中N为+4价，因此盐中N的化合价为+3价，故盐为NaNO2；

（2）NO 和 CO 反应生成无污染性气体，则生成氮气和二氧化碳，化学反应方程式为：2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)，①CO 的燃烧热△H1＝－282 kJ·mol－1，即2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) △H1＝－564 kJ·mol－1，②N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H2＝＋183 kJ·mol1，由盖斯定律得，目标方程=①-②，2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=△H1-△H2=－747 kJ·moL－1；

（3）①A、平衡时氮气的百分含量不变，说明氮气的浓度不变，因此能说明反应达平衡状态，故A正确；

B、反应的焓变与是否平衡无关，不能说明反应达平衡状态，故B错误；

C、2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)反应前后均为气体，气体密度一直保持不变，故C错误；

D、一氧化碳的浓度保持不变，能说明反应达到平衡，故D正确；

综上说述，本题应选AD；

②A、由热化学方程式2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=－747 kJ·moL－1可知，该反应正反应是放热反应，升高温度，反应速率增加，但平衡逆向移动，故A不符合题意；

B、由热化学方程式2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=－747 kJ·moL－1可知，正反应是体积减小的反应，缩小容器的体积，容器内压强增大，反应速率增加，平衡正向移动，NO转化率增加，故B符合题意；

C、增加 CO 的浓度，反应速率增加，且平衡正向移动，故C符合题意；

D、加入催化剂可加快反应速率，但不能影响化学平衡，故D不符合题意；

综上说述，本题应选BC；

③由图可知，在压强为 10MPa、温度为 T1 条件下，若反应进行到 20 min 达到平衡状态，为图中D点状态，NO的体积分数为25%，

设平衡时NO 转化了xmol

2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)

起始物质的量（mol） 10 8 0 0

转化物质的量（mol） x x 1/2x x

平衡物质的量（mol） 10-x 8-x 1/2x x

NO的体积分数为25%=（8-x）/（10-x+8-x+1/2x+x）,解得x=4mol，则NO的转化率为4mol/8mol×100%=50%；v(N2)=；该温度下平衡常数 Kp= ；

④由热化学方程式2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=－747 kJ·moL－1可知，该反应正反应是放热反应，正反应为体积减小的反应，因此若在 M 点对反应容器降温，同时缩小体积至体系压强增大，重新达到的化学平衡状态可能是图中F点。