Question

【题目】碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。消除汽车尾气中的NO、CO，有利于减少PM2.5 的排放。已知如下信息:

①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=- 748kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-565kJ/mol

（1）在一定条件下N2和O2会转化为NO，写出该反应的热化学方程式：______________。

（2）为研究不同条件对反应的影响，在恒温条件下，向2L 恒容密闭容器中加入0.2moINO 和0.3moICO，在催化剂存在的条件下发生反应①，10min 时反应达到平衡，测得10min 内v(NO)=7.5×10-3mol/(Lmin)，则平衡后CO 的转化率为_______________。

（3）其他条件相同，t min 时不同温度下测得NO 的转化率如图( I)所示。A 点的反应速率v正___(填“>”、“<”或“=”)v逆，A、B两点反应的平衡常数较大的是_______(填“A”或“B”)，理由是__________________。

（4）已知常温下: Ka(HNO2)=7.1×10-4mol/L；Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5mol/L。0.1mol/LNH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________，常温下NO2-水解反应的平衡常数K=____。

（5）人工光合作用能够借助太阳能用CO2和水制备化学原料，图(II )是通过人工光合作用制备HCOOH 的原理示意图，请写出催化剂b处的电极反应式:______________。

Answer 1

【答案】 N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+183kJ/mol 50% > A 正反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，K变小 c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 1.4×10-11 CO2+2e-+2H+=HCOOH

【解析】（1）①2CO（g）+2NO（g）2CO2（g）+N2（g）△H1=-748kJ·mol-1，

②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-565kJ·mol-1在一定条件下N2和O2会转化为NO气体，反应的热化学方程式依据盖斯定律计算②-①得到：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+183KJ/mol；答案为：N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+183kJ/mol

（2）结合化学平衡三段式列式计算，测得10min内v（NO）=7.5×10-3mol·L-1·min-1，反应消耗物质的量=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol

2CO（g）+2NO（g）2CO2（g）+N2（g）

起始量（mol）0.3 0.200

变化量（mol）0.150.150.150.075

平衡量（mol）0.150.050.150.075

平衡后CO的转化率为: 50% 答案为：50%

（3）NO的转化率开始随温度升高增大，到B点后减小，说明正反应是放热反应，而且B点是平衡状态，则A点是建立平衡的过程，则A点的反应速率：v正＞v逆，平衡逆向进行，平衡常数减小，平衡常数较大的是A点。答案为：> 、A、正反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，K变小

（4）由于Ka(HNO2)>Kb(NH3·H2O)，根据盐类水解规律，NH4NO2溶液水解显酸性，因此NH4NO2溶液中离子浓度大小为：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ，依据NO2﹣+H2OHNO2+OH﹣，水解平衡常数表达式Kh=，分子和分母都乘以氢离子浓度得到水解平衡常数Kh=×===1.4×10﹣11. 答案为：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)、1.4×10-11

（5）催化剂b表面的反应是通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极反应为：CO2+2e-+2H+=HCOOH，答案为：CO2+2e-+2H+=HCOOH