Question

【题目】十九大报告提出要“打赢蓝天保卫战”，意味对环境污染防治比过去要求更高。

（1）烟气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g） H < 0 平衡常数K1

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g） H < 0 平衡常数K2

4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=__________（用K1、K2表示）。

（2）利用CO可将NO转化为无害的N2，其反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。

在容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒温（反应温度分别为300℃、T℃、300℃）容器中分别加入物质的量之比为1:1的NO和CO，测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min n(CO) /mol	0	40	80	120	160
甲	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
乙	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00
丙	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45

① 甲容器中，0～40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_______。

② T ___ 300℃，该反应的△H______0（填“>”或“<”）。

③ 甲容器达平衡时α（NO）=_______。

丙容器达平衡时c（NO）可能为________0.4mol/L（填“>”、“=”或“<”）。

④ 已知甲容器CO的体积分数 (CO)随时间t的变化如图，画出其他条件不变，绝热条件下， (CO)随时间t的变化示意图。_____________________

（3）处理含镉废水常用化学沉淀法。以下是几种镉的难溶化合物25℃时的溶度积常数： Ksp(CdCO3)=5.2×10-12 Ksp(CdS)=3.6×10-29 Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16，

回答下列问题：

若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11，此时溶液中c(Cd2+)=_________。沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________

a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO

Answer 1

【答案】 K= K12/ K2 0.0125mol/(Lmin) ﹥ < 60% ﹥ 2.0×10-10mol/L b

【解析】（1）两个反应2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 △H1<0 为①，2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2△H2<0 为②，则平衡常数K1=，平衡常数K2＝，4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①－②得到，则K==；正确答案：K= K12/ K2。

（2）①甲容器中，根据表中数据，0～40min内，NO的物质的量改变量为△n=2.00﹣1.50=0.50mol，反应经历的时间为△t=40min，容器体积V=1L，根据化学反应平均速率计算公式v（NO）===0.0125mol/（L·min）；正确答案：0.0125mol/（L·min）。

②甲和乙，起始物料相同，温度不同，从0～40min看，乙容器的化学反应速率比甲的快，温度升高能加快化学反应速率，因此乙容器的温度大于甲容器的温度（300℃），但乙容器中NO的转化率低于甲容器，因此升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应是放热反应，焓变△H＜0；正确答案：﹥ ； <。

③在容积为1L的甲容器中分别加入物质的量之比为1:1的NO和CO进行反应，根据反应方程式可知，CO的变化量就是NO变化量，因此甲容器中NO的起始物质的量为2.00mol，达到平衡后剩余0.8 mol，NO消耗了1.2 mol，α（NO）=1.2/2×100%=60%；丙容器与甲容器的温度相同，则两容器反应的平衡常数也相同，该反应为2NO（g）+C（s）N2（g）+CO2（g），反应的平衡常数为K=，根据表中数据，平衡时，c（NO）==0.80mol/L，C（N2）==0.60mol/L，c（CO2）=c（N2）=0.60mol/L，则K==；设丙中反应达到平衡时c（NO）=xmol/L，容器的体积为1 L，根据反应进行如下计算：

2NO（g）+C（s） N2（g）+CO2（g）

起始浓度 1 0 0

变化浓度 x 0.5 x 0.5x

平衡浓度 1- x 0.5 x 0.5x

根据平衡常数计算公式可知：K==(0.5 x)2/(1- x)2=9/16，解之得：x=0.6 mol/L>0.4mol/L；正确答案：60% ； ﹥。

④ 由于甲中温度小于乙中温度，升高温度，乙中CO的量比甲中得多，说明该反应为放热反应，绝热条件下，由于自身产生的热量不能散发出去，相当于给该反应升温，速率加快，所用时间缩短，平衡左移，CO剩余的多，CO的体积分数 (CO)增大，因此其他条件不变 (CO)随时间t的变化示意图如下：；正确答案：。

（3）采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11，c(H+)=10-11 mol/L，c(OH-)=10-3mol/L，根据Ksp(Cd(OH)2)=c(Cd2+)×c2(OH-)=（10-3）2×c(Cd2+)=2.0×10-16，c(Cd2+)=2.0×10-10mol/L；根据三种溶度积常数：Ksp(CdCO3)=5.2×10-12，Ksp(CdS)=3.6×10-29，Ksp(Cd(OH)2)= 2.0×10-16可知，Ksp越小，越容易产生沉淀，因此沉淀Cd2+效果最佳的试剂是Na2S，b正确；正确答案：2.0×10-10mol/L； b。