题目内容

19．汽车尾气中的主要污染物是NO和CO．为了减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：
（1）2NO（g）+2CO（g）≒2CO2（g）+N2（g）△H=-746.5KJ/mol   （条件为使用催化剂）
已知：
2C （s）+O2（g）≒2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
C （s）+O2（g）≒CO2（g）△H=-393.5KJ/mol
则N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1．
（2）T℃下，在一容积不变的密闭容器中，通入一定量的NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s012345
C（NO）10-4  mol/L10.04.50C11.501.001.00
C（CO）10-3  mol/L3.603.05C22.752.702.70
①c1合理的数值为D．（填字母标号）
A．4.20   B．4.00   C．3.50   D．2.50
②根据①中数据计算前2s内的平均反应速率v（CO2）=3.75×10-4 mol/（L．s）．
③不能作为判断该反应达到平衡状态的标志是ab．（填字母标号）
a．2v正（CO）=v逆（N2）
b．容器中混合气体的密度保持不变
c．容器中气体的压强不变
d．CO2的体积分数不变
（3）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如如图所示：
实验
编号		T/°CNO初始浓
度/10-3mol•L-1		CO初始浓
度/10-3mol•L-1		催化剂的比
表面积/m2•g-1
①3501.205.80124
②2801.205.80124
③2801.205.8082
则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的实验编号依次为③②①．
（4）已知：CO通入新制的银氨溶液中可生成银镜，同时释放一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体．某温度下，向1L密闭容器中充入1molNO和1molCO，反应达到平衡后，将平衡混合气体通入足量新制的银氨溶液中，生成43.2g Ag，则该温度下，反应2NO（g）+2CO（g）≒2CO2（g）+N2（g）（条件为使用催化剂）的化学平衡常数K=160．
（5）CO可作燃料电池的燃气．用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得650°C下工作的燃料电池．该电池总反应方程式为2CO+O2=2CO2 则负极反应式为2CO+2CO32--4e-═4CO2．

分析 （1）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也进行相应的计算；
（2）①由表中数据可知4s时反应到达平衡，1-3s内NO浓度变化量为4.5×10-4 mol/L-1.5×10-4 mol/L=3×10-4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10-4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内NO浓度变化量应大于1.5×10-4 mol/L，则2s时NO的浓度小于4.5×10-4 mol/L-1.5×10-4 mol/L=3×10-4 mol/L，故2s时NO的浓度应介于1.5×10-4 mol/L～3×10-4 mol/L之间；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（NO），再利用速率之比等于其化学计量数之比计算v（CO2）；
③可逆反应到达平衡时，同一物质的正逆反应速率相等，各组分的浓度、含量不变，由此衍生的一些其它量不变，判断平衡状态的物理量应随反应进行发生变化，当该物理量由变化到不变化，说明到达平衡；
（3）由图可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ相比，平衡没有移动，反应速率Ⅱ比Ⅰ快，故曲线Ⅱ中催化剂比比表面积大于Ⅰ，而其它条件相同；而曲线Ⅲ和曲线Ⅱ相比，反应速率变快且平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动；
（4）由电子转移守恒，可得关系式CO～2Ag，据此计算平衡时一氧化碳的量，结合化学平衡三段式计算各组分的物质的量，由于容器体积为1L，用物质的量代替浓度计算平衡常数，代入化学平衡常数表达式K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$计算；
（5）该燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，总电极反应式减去正极反应式可得负极电极反应式．

解答 解：（1）已知：①2 NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）△H=-746.5KJ/mol
②2C （s）+O2（g）?2CO（g）△H=-221.0KJ/mol
③C （s）+O2（g）?CO2（g）△H=-393.5KJ/mol
则依据盖斯定律，③×2-②-①得到：N2（g）+O2（g）=2NO（g） 则△H=（-393.5KJ/mol）×2-（-220KJ/mol）-（-746.5KJ/mol）=+180.5KJ/mol，
故答案为：+180.5；
（2）①由表中数据可知4s时反应到达平衡，1-3s内NO浓度变化量为4.5×10-4 mol/L-1.5×10-4 mol/L=3×10-4 mol/L，该2s内平均每秒内变化量为1.5×10-4 mol/L，随反应进行，反应速率减小，该2s中前1s内NO浓度变化量应大于1.5×10-4 mol/L，则2s时NO的浓度小于4.5×10-4 mol/L-1.5×10-4 mol/L=3×10-4 mol/L，故2s时NO的浓度应介于1.5×10-4 mol/L～3×10-4 mol/L之间，选项中只有2.5×10-4 mol/L符合，
故选：D；
②2s内NO的浓度变化量为10×10-4 mol/L-2.5×10-4 mol/L=7.5×10-4 mol/L，故2s内v（NO）=$\frac{7.5×1{0}^{-4}mol/L}{2s}$=3.75×10-4 mol/（L．s），速率之比等于其化学计量数之比，则v（CO2）=v（NO）=3.75×10-4 mol/（L．s），
故答案为：3.75×10-4 mol/（L．s）；
③a．若2v正（CO）=v逆（N2），速率之比不等于计量数之比，反应为到达平衡，故a错误；
b．容器中混合气体的密度始终保持不变，密度不变，不能说明反应到达平衡，故b错误；
c．随反应进行，混合气体总物质的量进行，容器中气体的压强减小，容器中气体的压强不变，说明到达平衡，故c正确；
d．CO2的体积分数不变，说明二氧化碳的量不变，故d正确；
故选：ab；
（3）由于②、③温度相同，催化剂对平衡移动无影响，化学平衡不移动，达到相同的平衡状态，但②的起始浓度较大，催化剂的比表面积较大，则反应的速率大，所以②先达到化学平衡；
由于①、②浓度、催化剂的比面积大相同，而①的温度较高，反应速率较快，先到达平衡，且平衡向逆反应移动，平衡时NO的浓度增大，
所以曲线Ⅰ对应实验③，曲线Ⅱ对应实验②，曲线Ⅲ对应实验①，
故答案为：③②①；
（4）设平衡时混合气体中CO的物质的量为x，则
CO～～～～2 Ag
1mol    2×108g
x          43.2g
解得：x=$\frac{1mol×43.2g}{2×108g}$=0.2mol 
            2NO（g）+2CO（g）?2CO2（g）+N2（g）
初始量（mol）：1       1        0        0
变化量（mol）：0.8     0.8      0.8      0.4
平衡量（mol）：0.2     0.2      0.8      0.4
由于容器体积为1L，故用物质的量代替浓度计算平衡常数，则平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$=$\frac{0．{8}^{2}×0.4}{0．{2}^{2}×0．{2}^{2}}$=160，
故答案为：160；
（5）该熔融盐燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为：O2+2CO2+4e-═2 CO32-，电池总反应方程式为2CO+O2=2CO2，减去正极反应式可得负极电极反应式为：2CO+2CO32--4e-═4CO2，
故答案为：2CO+2CO32--4e-═4CO2．

点评 本题比较综合，属于拼合型题目，涉及热化学方程式书写、化学反应速率计算与影响因素、化学平衡状态判断、化学平衡图象、平衡常数计算、原电池电极反应式书写等，是对学生综合能力的考查，（2）中①为易错点，学生容易考虑浓度减小确定区间，忽略反应速率问题．

练习册系列答案
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12．按官能团的不同对以下有机物进行分类：
①羧酸②酚③芳香烃④羧酸⑤酯．
13．已知奥运会吉祥物的内充物为涤纶（结构简式为，外用材料是纯羊毛线．则下列有关说法不正确的是（　　）
A．羊毛的主要成分属于蛋白质
B．涤纶属于天然高分子化合物
C．合成涤纶的单体之一可以是HOCH2CH2OH
D．可用灼烧的方法区别羊毛和涤纶
7．如图所示，烧瓶A、B中装有相同浓度的NO2和N2O4的混合气体，中间止水夹K夹紧，烧杯甲中盛放100mL 6mol/L的HCl的溶液中放入25gNaOH固体，同时向烧杯乙中放入25g NH4NO3固体，搅拌使之溶解．
（1）A瓶中气体颜色变深，理由是甲中NaOH溶解放热，中和HCl也放热，使溶液及A中气体温度升高，2NO2?N2O4（正反应为放热反应）平衡向左移动，NO2浓度增大，颜色加深．
（2）B瓶中气体颜色变浅，理由是乙中NH4NO3 溶解吸热，使溶液及B中气体温度降低，使反应2NO2?N2O4（正反应为放热反应）向右移动，NO2浓度减小，颜色变浅．
14．某教师在课堂上用右图所示的装置来验证浓硫酸与铜是否发生反应，并探讨反应所产生气体的性质．请回答下列问题：
（1）试管乙中发生的现象是品红溶液褪色，
该现象能说明产生的气体具有漂白性．
（2）写出试管甲中所发生反应的化学方程式，并标明电子转移方向和数目．．
（3）试管乙口部浸有碱液的棉花的作用是吸收SO2．
（4）SO2的排放是造成酸雨的主要因素，某同学通过实验探究，得出酸雨pH随时间的增加而减小的结论．为进一步研究酸雨的成分，该同学取某一时段的这种雨水V L，加入0.5mol/L的Ba（OH）2溶液至不再产生沉淀时，恰好消耗20.00mL Ba（OH）2溶液．请计算：
①该雨水中共溶解标准状况下SO2的体积多少mL？
②若生成沉淀物的质量为2.25g，求出沉淀物的组成．（请写出计算过程）
4．T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，发生以下反应：2N2O5（g）?4NO3（g）+O2（g）△H＞0，部分实验数据简下表下列说法中不正确的是（　　）
时间/s050100150
c（N2O5）/mol．L-12.501.761.251.25
A．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1＞T2，则K1＜K2
B．50s内N2O5分解速率为1.48×10-2mol．L-1．s-1
C．T1温度下的平衡常数为K1=15.625，平衡时N2O5的转化率为50%
D．达到平衡后其他 条件不变，将容器的体积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，则c（N2O5）＞2.50mol．L-1
11．某校化学学习小组，在学习了铜和浓硫酸的反应后，探究足量的锌与浓硫酸反应的现象，并完成某些性质实验．设计了如图所示的装置．试回答：

（1）A装置中，盛装锌片的仪器名称是蒸馏烧瓶．
（2）请从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接．a接3（或4），c接2（用序号表示）．
（3）D、E两支试管中CCl4的作用是防止倒吸．
（4）本实验能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为C中品红溶液褪色．
（5）D中出现浑浊现象，其离子方程式为Ca2++2OH-+SO2=CaSO3↓+H2O．
（6）某学生注意观察到：实验开始后，C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中出现浑浊；反应一段时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加．请用化学方程式表示“反应一段时间后气泡量又会明显增加”的原因Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑．
（7）E是尾气处理装置，应盛放的试剂为氢氧化钠溶液．
8．碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．
（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO（NH2）2]．已知：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=-159.5kJ•mol-1
②NH2CO2NH4（s）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ•mol-1
③H2O（l）═H2O（g）△H=+44.0kJ•mol-1
则反应2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（s）+H2O（l）的△H=-87.0kJ•mol-1
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H=Q kJ•mol-1．
在T1℃时，反应进行到同时间测得各物质的浓度如下；30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各物质浓度如表所．
时间（min）
浓度（mol/L）		01020304050
NO1.000.580.400.400.480.48
N200.210.300.300.360.36
CO200.210.300.300.360.36
①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=0.042mol•L-1•min-1，T1℃时，该反应的平衡常数K=$\frac{9}{16}$；
②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各物质浓度如表所示．根据上表中的数据判断改变的条件可能是bc（填字母编号）．
a．加入一定量的活性炭     b．通入一定量的NO      c．适当缩小容器的体积
d．加入合适的催化剂       e．升高温度
③30min后，如果将温度升高至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则 Q＜0（填“＞”或“＜”）．
9．下列物质中既能发生加成也能发生取代反应且同时能使溴水因反应褪色，也能使高锰酸钾酸性溶液褪色的是（　　）
A．B．C6H14C．D．

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