为有效控制雾霾.各地积极采取措施改善大气质量.研究并有效控制空气中的氮氧化物.碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要．(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2+O2═2NO.是导致汽车尾气中含有NO的原因之一.科学家设计利用NH3在催化条件下将NOx还原成N2而排放．①在T1.T2温度下.一定量的NH3发生分解反应时N2的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要．
（1）汽车内燃机工作时会引起N₂和O₂的反应：N₂+O₂═2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一，科学家设计利用NH₃在催化条件下将NO_x还原成N₂而排放．
①在T₁、T₂温度下，一定量的NH₃发生分解反应时N₂的体积分数随时间变化如图1所示，根据图象判断反应N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）的△H＞0（填“＞”或“＜”）．

②在T₃温度下，向2L密闭容器中充入10molN₂与5mo1H₂，50秒后达到平衡，测得NH₃的物质的量为2mol，则该反应的速率v（N₂）0.01mol•L^-1•s^-1．该温度下，若增大压强此反应的平衡常数将不变（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）；若开始时向上述容器中充入N₂与H₂均为10mol，则达到平衡后H₂的转化率将降低．（填“升高”、“降低”）
（2）利用图2所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO₂，用阴极排出的溶液可吸收NO₂．
①阳极的电极反应式为SO₂+2H₂O-2e^-═SO₄^2-+4H⁺．
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2-生成．该反应的离子方程式为4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O．
（3）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染．常温下，将a mol•L^-1的醋酸与b mol^-L^-1Ba（OH）₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c（Ba²⁺）=c（CH₃COO^-），则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7L/mol（用含a和b的代数式表示）．

分析（1）①根据“先拐先平数值大”原则判断的T₁、T₂大小，再根据平衡时氮气的体积分数判断温度对平衡的影响；
②v=$\frac{△c}{△t}$，再据速率之比等于化学计量数之比求算；平衡常数仅与温度有关；若开始时向上述容器中充入N₂与H₂均为10mol，相对于在原平衡的基础上在充H₂5mol，虽然平衡正向移动，但达到平衡后H₂的转化率将降低；
（2）①依据电极原理和反应过程中的离子变化写出电极反应；
②依据在碱性条件下，阴极排出的溶液为S₂O₄^2-，二氧化氮与其发生反应4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O；
（3）溶液等体积混合溶质浓度减少一半，醋酸电离平衡常数与浓度无关，结合概念计算．

解答解：（1）①根据图象判断，T₂曲线先到达平衡，反应速率大，温度较高，而温度升高，氮气的体积分数减小，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度向吸热方向进行，故正反应为吸热反应，△H＞0．
故答案为：＞；
②v（NO）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{2mol}{2L}}{50s}$=0.02 mol•L^-1•s^-1，v（N₂）：v（NO）=1：2，所以v（N₂）=0.01mol•L^-1•s^-1；因为平衡常数仅与温度有关，所以
若增大压强此反应的平衡常数将不变；若开始时向上述容器中充入N₂与H₂均为10mol，相对于在原平衡的基础上在充H₂5mol，虽然平衡正向移动，但达到平衡后H₂的转化率将降低，故答案为：0.01mol•L^-1•s^-1；不变；降低；
（2）①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极区发生反应SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₃^2-+4H⁺；
②阴极排出的溶液为S₂O₄^2-，二氧化氮与其发生反应，S₂O₄^2-中硫元素由+3价，变为硫酸根中硫元素为+4价，S₂O₄^2-被氧化是还原剂；二氧化氮中的氮元素化合价为+4价变为氮气0价，二氧化氮被还原为氧化剂，依据原子守恒和得失电子守恒可得，发生的离子方程式为4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O，故答案为：4S₂O₄^2-+2NO₂+8OH^-═8SO₄^2-+N₂+4H₂O；
（3）反应平衡时，2c（Ba²⁺）=c（CH₃COO^-）=bmol/L，据电荷守恒，溶液中c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出K=$\frac{[CH{\;}_{3}COO{\;}^{-}]•[H{\;}^{+}]}{[CH{\;}_{3}COOH]}$=$\frac{b×10{\;}^{-7}}{\frac{a}{2}-b}$=$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7L/mol；
用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7L/mol，
故答案为：$\frac{2b}{a-2b}$×10^-7L/mol．

点评本题考查热化学方程式，化学平衡常数、化学平衡影响因素分析，原电池原理的分析应用，主要是弱电解质电离平衡常数的计算，题目难度中等．

练习册系列答案

（1）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的产物能将FeS₂氧化为FeSO₄，检验Fe³⁺是否反应完全的试剂为KSCN溶液．
（2）滤渣的主要成分为SiO₂（填化学式）．
（3）加入双氧水氧化时，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+H₂O₂+4H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（4）碱式硫酸铁的化学式为Fe_x（OH）_y（SO₄）_z•nH₂O（x、y、z、n为整数），为确定其组成进行如下实验：
I．称取3.3840g 样品溶于足量的稀盐酸中；
II．加足量的BaCl₂溶液，过滤、洗涤、干燥、称重，得固体质量为4.6600g；
III．向步骤②的滤液中加过量的NaOH溶液，过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体质量为1.2800g．
根据以上实验数据计算：
①碱式硫酸铁样品中n（OH^-）：n（SO₄^2-）=2：5．
②碱式硫酸铁的化学式为Fe₄（OH）₂（SO₄）₅•6H₂O．

11．

已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：
（1）则95℃时水的电离平衡曲线应为B（填“A”或“B”）．
（2）25℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，所得溶液的pH=7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为10：1
（3）95℃时，若1体积pH₁=a 的某强酸溶液与1体积pH₂=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH₁与强碱的pH₂之间应满足的关系是（用含a、b的等式表示）：a+b=12．

8．下列离子方程式书写正确的是（　　）

	A．	醋酸滴在石灰石上：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+H₂O+CO₂↑
	B．	铁与稀盐酸反应 2Fe+6H⁺=2Fe³⁺+3H₂↑
	C．	铜片插入硝酸银溶液中：Cu+2Ag⁺═2Ag+Cu²⁺
	D．	硫酸铜与氢氧化钡溶液反应：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓

15．（1）取少量Fe₂O₃粉末（红棕色）加入适量盐酸，所发生反应的离子方程式为Fe₂O₃+6H⁺═2Fe³⁺+3H₂O，用所得溶液进行以下实验：
（2）取少量溶液置于试管中，滴入NaOH溶液，可观察到有红褐色沉淀生成，反应的离子方程式为Fe³⁺+3OH^-═Fe（OH）₃↓．
（3）在小烧杯中加入20mL蒸馏水，加热至沸腾后，向沸水中滴入几滴FeCl₃溶液，继续煮沸直至溶液呈红棕色，即可制得Fe（OH）₃胶体．
（4）另取一小烧杯也加入20mL蒸馏水，向烧杯中加入1mL FeCl₃溶液，振荡均匀后，将此烧杯（编号甲）与盛有Fe（OH）₃胶体的烧杯（编号乙）一起放置于暗处，分别用激光笔照射烧杯中的液体，可以看到乙烧杯中的液体产生丁达尔效应．

5．TiCl₄可用于制备TiO₂，制备时向TiCl₄中加入大量水并且加热可得TiO₂•xH₂O，写出该步反应的化学方程式TiCl₄+（x+2）H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO₂•xH₂O↓+4HCl↑．

12．标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键能．已知H-H、H-O和O=O键的键能△H分别为436kJ/mol、463kJ/mol和495kJ/mol，18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量，则氢气的燃烧热为（　　）

9．（1）、把10.6g Na₂CO₃溶于水，配成2L溶液，那么Na₂CO₃物质的量浓度是多少？
（2）、向此Na₂CO₃溶液滴加足量盐酸溶液，能生成多少克CO₂气体？
（3）、生成的CO₂气体在标准状况下体积为多少？

10．把氯气通入浓氨水中，发生下列反应：3Cl₂+8NH₃=6NH₄Cl+N₂，现将4.48L氯气通入浓氨水中，实验测得反应后有0.1mol的NH₃被氧化．
（1）用单线桥法表示上述反应的电子转移．
（2）求逸出气体的体积和组成（所有数据已换算成标准状况，逸出气体中不含NH₃不考虑氯气的溶液）．

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