Question

【题目】近几年我国大面积发生雾霾天气，2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。空气中的CO、SO2、NOx等污染气体会通过大气化学反应生成PM2.5颗粒物。

（1）已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1= -221.0 kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO (g) ΔH2= +180.5 kJ/mol

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3= -746.0 kJ/mol

用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_________________________________。

（2）已知由CO生成CO2的化学方程式为CO＋O2CO2＋O 。其正反应速率为v正=k正·c(CO) ·c(O2)，逆反应速率为v逆=k逆·c(CO2) ·c(O)，k正、k逆为速率常数。在2500 K下，k正=1.21×105 L·s-1·mol-1，k逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为_________________________(保留小数点后一位小数)。

(3)CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝___________________ mol·(L·min) －1。

②氢气的转化率＝________________________。

③下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。

A．升高温度 B．充入0.5 mol CO2 和1.5 mol H2

C．充入He(g)，使体系压强增大 D．将H2O(g)从体系中分离出去

（4）利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，并用阴极室排出的溶液吸收NO2 。与电源b极连接的电极的电极反应式为____________________________________。

（5）NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下，等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小，分析可能的原因________________________。

Answer 1

【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) ΔH=-573.75kJ/mol 0.4 0.225 75% BD HSO3—＋2e—＋2H+ = S2O42—＋2H2O NO2—水解对NH4+的水解起促进作用（或NO2—与NH4+氧化还原产生氮气）

【解析】

(1)①2C(s)+O2(g)2CO(g)△H1=-221.0kJ/mol，②N2(g)+O2(g)2NO (g)△H2=+180.5kJ/mol，③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H3=-746.0kJ/mol，根据盖斯定律，(①+③-②)×得：2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol，故答案为：2NO(g)+C (s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol；

(2)由CO生成CO2的化学方程式为CO+O2CO2+O．其正反应速率为v正=k正c(CO)c(O2)，逆反应速率为v逆=k逆c(CO2)c(O)，平衡常数K====0.4，故答案为：0.4；

(3)①根据图像分析可知甲醇变化浓度为0.75mol/L，反应速率v(CH3OH)= =0.075mol/(Lmin)，速率之比等于化学方程式计量数之比，v(H2)=3v(CH3OH) =0.225mol/(Lmin)，故答案为：0.225；

②氢气的转化率= ×100%=75%，故答案为：75%；

③A．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则比值减小，故A错误；B．再充入充入0.5mol CO2和1.5mol H2，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，则比值增大，故B正确；C．充入He(g)，使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，比值不变，故C错误；D．将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方法移动，比值增大，故D正确；故答案为：BD；

(4)依据图示可知，阴极上HSO3-得电子生成S2O42-，阴极区发生反应2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；故答案为：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；

(5)相同温度下等浓度的NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小，是因为NO2-是弱酸阴离子水解显碱性，铵根离子水解显酸性，二者水解相互促进，故答案为：NO2-水解对NH4+的水解起促进作用。