Question

【题目】节能减排措施是我国“十一五”期间提出的政策措施。

(1)煤的燃烧，会产生大量有害气体。将煤转化为水煤气，可有效降低排放。

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5 kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式___________。

(2)汽车尾气的排放是大气污染物的重要来源，其中含有NO气体。根据资料显示用活性炭还原法可以处理氮氧化物，某硏究小组向固定容积的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在温度T时将所测反应数据制成下表：

①0到10min内，NO的平均反应速率v(NO)=___________mol·L－1·min－1。

②下列数据不再变化可表示该反应达到平衡的是___________。

a.容器内压强 b．混合气体的平均摩尔质量 c．混合气体的密度

③若容器改为可变容积容器，达平衡后改变某一条件，一段时间后，反应再次达到原平衡，请写出可能改变的条件是___________(任写一种)。

(3)在某温度T时能同时发生反应：

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) K1

N2O4(g)2NO2(g) K2

若向一体积固定为2L的密闭容器内加入N2O52mol，一段时间后，容器内的反应达到平衡，此时n(NO2)=0.4mol，已知K2=0.1，请计算出K1=___________。

(4)一定条件下，将汽车尾气通入到氢氧化钠溶液，尾气中氮的氧化物可以转化为亚硝酸钠，工业上可以用亚硝酸钠来制备亚硝酸。已知，25℃时亚硝酸(HNO2)、亚硫酸(H2SO3)的电离平衡常数分别如下：

	Ka1	Ka2
亚硝酸（HNO2）	7.1×10-4
亚硫酸（H2SO3）	1.54×10-2	1.02×10-7

请回答下列问题

①常温下，将0.1mol·L－1的亚硝酸稀释100倍，c(H+)将___________(填“不变”、增大”、“减小”)；Ka值将(填“不变”、“增大”、“减小”)___________。

②下列离子方程式能发生的是___________(填字母)。

a．NO2－+SO2+H2O=HNO2 +HSO3－ b． 2HNO2+SO32－=2NO2－+SO2↑+H2O

c．2NO2－+SO2 +H2O=2HNO2 +SO32－ d． HNO2+SO32－= NO2－+ HSO3－

Answer 1

【答案】C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1 0.048 bc 加圧或减压或增加NO浓度等 0.16 减小 不变 ad

【解析】

(1)利用盖斯定律求反应热；

(2) ①反应速率的求解，利用公式；

②平衡状态的标准，抓住变化的量不变，即可表示平衡；

③气体体积不变的反应的等效平衡；

(3)三等式求平衡常数；

(1)C(s)与H2O(g)的反应方程式为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)，该反应等于反应①－②－③，△H=△H1－△H2－△H3=-393.5-（-242.0）-（-283.0）kJ·mol－1=＋131.5kJ·mol－1；答案为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1；

(2) ①0到10min内,NO的浓度从1mol·L－1降低到了0.52mol·L－1，降低了0.48mol·L－1，，答案为0.048；

②容器内发生的反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)，a.C是固体，反应前后气体的物质的量不变。在相同条件下，物质的量之比等于压强之比,气体的物质的量不变，则压强一直都没有变，因此a不能说明反应已经达到平衡；b.，由于C是固体，气体的总质量发生变化，所以平均摩尔质量发生变化，当它不变的时候，说明平衡，b符合要求；c.,由于C是固体，气体的总质量发生变化，所以密度发生变化，当它不变的时候，说明平衡,c符合要求。答案为bc；

③若容器变为容积可变的容器，但是反应前后气体的物质的量不变，压强的改变不会影响平衡的移动，所以可以改变压强，压缩体积或者扩大体积；另外C是固体，增大反应物NO的浓度，平衡正向移动，达平衡后与原平衡等效，平衡不移动，答案：加圧或减压或增加NO浓度等；

(3) 体积为2L，n(NO2)=0.4mol，c(NO2)=0.2mol·L－1。已知K2=0.1，， 则c(N2O4)=0.4mol·L－1， n(N2O4)=0.8mol。为了生成NO2 0.4mol，需要消耗N2O4为0.2mol，加上剩余的N2O4，则N2O5分解一共生成了1molN2O4，生成N2O5和O2的比例为2：1，则生成的氧气为0.5mol。

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)

开始的物质的量 2 0 0

转化的物质的量 1 1 0.5

平衡的物质的量 1 0.8 0.5

体积为2L，

答案为0.16；

(4) ①加水稀释，虽然能促进电离，但是离子浓度还是比原来的小，稀释后，温度没有发生改变，电离平衡常数不变，答案为减小 不变；

②通过亚硝酸和亚硫酸的电离平衡常数的对比，HNO2、H2SO3、HSO3－的酸性排序为H2SO3>HNO2>HSO3－；反应为强酸制弱酸。a.SO2和H2O反应生成H2SO3，与NO2－反应，生成HNO2和HSO3－，HNO2的酸性比HSO3－的强，a正确；b.HNO2的酸性比H2SO3的弱，不能弱酸制取强酸，b错误；c.产物中HNO2会与SO32－反应生成HSO3－，c项错误，d正确；答案选ad。