Question

【题目】汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源，NOx也是雾霾天气的主要成因之一。

i.在汽车排气管加装催化转化器，可有效降低污染物的浓度，发生反应：2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H＜0。为了模拟催化转化器的工作原理，在t℃时，将2molNO与1mol CO充入1L反应容器中，反应过程中NO（g）、CO（g）、N2（g）的物质的量变化如图所示，

（1）①则反应进行到20min时，CO2的平均反应速率为________________．

②28min～36min内NO、CO、N2的物质的量发生了变化(NO、CO图像未画出)，引起该变化的条件可能是______．

a．加入催化剂 b．通入0.2mol N2

c．缩小容器体积 d．增加CO2的物质的量

③当36min达到平衡后，若保持体系温度为t℃，再向容器中充入CO、CO2气体,使两者物质的量浓度均加倍，平衡将__________移动（填“向左”、“向右”或“不”）

（2）若均取2molNO和1molCO的混合气体分别放入3种不同的容器中进行该反应，A容器保持恒温恒压，B容器保持恒温恒容，C容器保持恒容绝热，且初始时3个容器的容积和温度均相同，下列说法正确的是______．

a.3个容器中NO的平衡转化率的大小顺序为 aA＞aB＞aC．

b.当A容器内气体的平均摩尔质量不变时，说明该反应处于化学平衡状态

c．A、B两个容器达到平衡所用的时间：tA＞tB

d．当C容器内平衡常数不变时，说明该反应处于化学平衡状态

ii. 某温度下，NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的平衡常数K=，该温度下在甲、乙、丙三个体积为2L的恒容密闭容器中，投入NO2（g）和SO2（g），其起始浓度如表所示，

起始浓度	甲	乙	丙
c（NO2）/molL﹣1	0.10	0.20	0.20
c（SO2）/molL﹣1	0.10	0.10	0.20

（3）①10min后，甲中达到平衡，则甲中NO2的转化率α（NO2）=_______________．

②达到平衡后，设甲、乙、丙中SO2（g）的转化率分别为a、b、c，则三者的大小关系为_____________．

（4）利用反应NO2＋NH3→N2＋H2O(未配平)消除NO2的简易装置如图所示。

电极b的电极反应式为__________________；常温下，若用该电池电解0.6L饱和食盐水，消耗标准状况下448mL NH3时， 发现两极产生相同体积的气体，则此时溶液的PH=____（假设电解过程溶液体积不变）。

Answer 1

【答案】 0.02mol·L-1·min-1 c 不 abd 60% b>a=c 2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH- 13

【解析】（1）①反应进行到20min时生成氮气是0.2mol，根据方程式可知同时生成二氧化碳是0.4mol，浓度是0.4mol/L，则CO2的平均反应速率为0.4mol/L÷20min＝0.02mol·L-1·min-1；②a、加入催化剂，平衡不移动，a错误；b、通入0.2mol氮气，平衡向逆反应方向移动，最终平衡后氮气的物质的量小于0.4mol，b错误；c、缩小容器体积，平衡向正反应方向移动，达平衡时，浓度增大，c正确；d、增加CO2的物质的量，平衡向逆反应方向移动，氮气的平衡浓度降低，d错误，答案选c；③当36min达到平衡后，若保持体系温度为t℃，再向容器中充入CO、CO2气体,使两者物质的量浓度均加倍，根据反应的平衡常数可知平衡常数不变，所以平衡将不移动；（2）a、对于A容器，该反应是一个气体体积缩小的反应，随着反应进行气体体积减小，但要保持恒压，必须压缩体积，相当与增大压强，NO的转化率增大，B容器为恒容，随着反应的进行，气体体积缩小，NO转化率相对A要小，C容器恒温绝热，该反应为放热反应，温度升高，速率加快，平衡逆向移动，相对B容器NO的转化率减小，a正确；b、气体质量不变，物质的量在发生改变，平均摩尔质量是变量，能判断平衡，b正确；c、A容器压强比B大，故反应速率快，达到平衡所需的时间A比B短，C错误；d、平衡常数只是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，d正确；答案选abd；

（3）① NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）

起始浓度（mol/L） 0.10 0.10 0 0

转化浓度（mol/L） x x x x

平衡浓度（mol/L） 0.10-x 0.10-x x x

则根据平衡常数可知

解得x＝0.06，则甲中NO2的转化率α（NO2）=0.06/0.10×100%＝60%；②乙相当于是在甲的基础上增大二氧化氮浓度，平衡向正反应方向进行，二氧化硫的转化率增大；由于反应前后体积不变，甲和丙是等效平衡，所以甲、乙、丙中SO2（g）的转化率分别为a、b、c，则三者的大小关系为b>a=c；

（4）电极b通入二氧化氮，发生得到电子的氧化反应，电极反应式为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-；氨气的物质的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，转移0.06mol电子，根据电子守恒可知生成氢气和氯气均是0.03mol，同时生成氢氧化钠是0.06mol，浓度是0.06mol÷0.6L＝0.1mol/L，所以pH＝13。