Question

17．近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO₂、CO等气体．为减少“雾霾”的发生，可采取以下措施：
（1）汽车尾气中的NO和CO在催化转换器中发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$2CO₂（g）+N₂（g）△H₁
已知：2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H₂
CO的燃烧热为△H₃消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO发生反应的热化学反应方程式为：2NO₂（g）+4CO（g）═4CO₂（g）+N₂（g）△H=△H₁-△H₂+2△H₃（用△H₁、△H₂、△H₃表示）．
（2）工业上也可以利用I₂O₅消除CO的污染．
已知：5CO（g）+I₂O₅（s）?-5CO₂（g）+I₂（s），不同温度下，向装有足量I₂O₅固体的4L恒容密闭容器中通入2mol CO，测得CO₂的体积分数随时间变化的曲线如图．回答下列问题：
①下列说法正确的是C．
A．d点时，增大体系压强，CO的转化率变大
B．T₂时，0～2.0min内的反应速率v（CO）=0.6mol•L^-l•min^-1
C．c点时体系中混合气体的压强在T₂温度下更大
D．b点时，向平衡体系中再加入I₂O₅（s），平衡向正反应方向移动
②5CO（g）+I₂O₅（s）?5CO₂（g）+I₂（S）△H=＜0（填“＞”、“=“、“＜“），判断理由是由图可知T₂＞T₁，温度升高CO₂体积分数减小，平衡逆向移动．
③计算b点时化学平衡常数K=1024．
（3）工业上可用纯碱溶液吸收尾气中的NO₂气体，若标准状况下4.48L NO₂和足量纯碱溶液完全反应时转移0．l mol电子，并放出CO₂气体，则此反应的离子方程式为2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂；若生成的CO₂完全逸出，所得溶液中离子浓度从大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）根据给定的反应2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）△H₁；2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H₂，CO的燃烧热的热化学方程式CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃，结合盖斯定律可计算出△H=△H₁-△H₂+2△H₃；
（2）①A、对于给定的反应前后气体物质的量不变，增大压强平衡不移动，故A错误；
B、根据化学反应速率的计算公式计算结果应该为v（CO）=0.3mol•L^-l•min^-1；，故B错误；
C、根据先拐先平衡知，T₂比T₁高，此时混合气体的压强更大，故C正确；
D、加入固体，平衡不移动，故D错误．
②由图可知T₂＞T₁，温度升高CO₂体积分数减小，平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热的方向移动，故正向为放热反应，故答案为△H＜0；
③根据平衡常数计算公式知，K=C（CO₂）⁵÷C（CO）⁵，由起始的量和平衡的体积分数可计算，见解答．
（3）根据升降守恒、电荷守恒和原子守恒得到2NO₂+CO₃^2-═NO₃^-+NO₂^-+CO₂；溶液溶质为NaNO₃和NaNO₂，NaNO₂水解呈碱性，故c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

解答 解：（1）根据给定的反应2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）△H₁；2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H₂，CO的燃烧热的热化学方程式2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₃，结合盖斯定律可计算出△H=△H₁-△H₂+2△H₃，故答案为：△H=△H₁-△H₂+2△H₃；
（2）①A、对于给定的反应前后气体物质的量不变，增大压强平衡不移动，故A错误；
B、根据化学反应速率的计算公式计算结果应该为v（CO）=0.3mol•L^-l•min^-1，故B错误；
C、根据先拐先平衡知，T₂比T₁高，此时混合气体的压强更大，故C正确；
D、加入固体，平衡不移动，故D错误．
故选C．
②由图可知T₂＞T₁，温度升高CO₂体积分数减小，平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热的方向移动，正向为放热反应，故答案为△H＜0；
③根据平衡常数计算公式知，K=C（CO₂）⁵÷C（CO）⁵，由起始的量和平衡的体积分数可计算，设CO变化的物质的量为x，则CO₂变化也为x，平衡时CO为（2-x），CO₂为x，再根据平衡时体积分数=物质的量分数，CO₂为80%，解得x=1.6mol，K=（x/4）⁵÷[（2-x）/4）]⁵，K=4^{5₌₁₀₂₄}．故答案为：＜；由图可知T₂＞T₁，温度升高CO₂体积分数减小，平衡逆向移动；1024（或4⁵）；
（3）根据升降守恒、电荷守恒和原子守恒得到2NO₂+CO₃^2-═NO₃^-+NO₂^-+CO₂；因为溶液溶质为NaNO₃和NaNO₂，NaNO₂水解呈碱性，故c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．故答案为：2NO₂+CO₃^2-=NO₃^-+NO₂^-+CO₂；c（Na⁺）＞c（NO₃^-）＞c（NO₂^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评 本题综合考察了化学平衡问题，影响化学平衡的因素，平衡常数的计算，盖斯定律用于热化学方程式的计算，属于易错题．