Question

12．为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量．有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要．在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质．
（1）CO在0-9min内的平均反应速率v（CO）=4.4×10^-3 mol．L^-1．min^-1（保留两位有效数字）；
（2）该反应在第24min时达到平衡状态，CO₂的体积分数为22.2%（保留三位有效数字），化学平衡常数K=3.4（保留两位有效数字）．
（3）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO₂转化成HCOOH和O₂，已知常温下0.1mol．L^-1的HCOONa溶液pH=10，则HCOOH的电离常数K_a约为1.0×10^-7．

Answer 1

分析 （1）根据v（CO）=$\frac{△c}{△t}$计算CO反应速率；
（2）依据图象分析判断，平衡状态时一氧化碳一氧化氮和氮气浓度，结合化学平衡三段式列式计算平衡百分含量和平衡常数；
（3）计算水解平衡常数Kh，再根据Ka=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{h}}$计算．

解答 解：（1）v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.10-0.06}{9}$mol/（L．min）=4.4×10^-3mol/（L．min），
故答案为：4.4×10^-3；
（2）该反应在第24min时达到平衡状态，平衡浓度c（N₂）=0.03mol/L，c（NO）=0.14mol/L，c（CO）=0.04mol/L，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/L） 0.2      0.1      0        0
变化量（mol/L） 0.06     0.06     0.03     0.06
平衡量（mol/L） 0.14      0.04    0.03     0.06
CO₂的体积分数=$\frac{0.06}{0.14+0.04+0.03+0.06}$×100%=22.2%
平衡常数K=$\frac{0.0{6}^{2}×0.03}{0.1{4}^{2}×0.0{4}^{2}}$=3.4
故答案为：22.2%；3.4；
（3）常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10，溶液中存在HCOO-水解HCOO^-+H₂O?HCOOH+OH^-，故K_h=$\frac{1{0}^{-4}×1{0}^{-4}}{0.1-1{0}^{-4}}$=10^-7，则HCOOH的电离常数Ka=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{h}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7}}$=1×10^-7，故答案为：1.0×10^-7．

点评 本题考查化学平衡计算、盐类水解平衡计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，难点是盐类水解平衡计算，注意弱电解质电离平衡常数与弱离子水解平衡常数关系，为易错点．