Question

雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区．其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一．

（l）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）

催化剂  .

2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，如示意图1正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是

 

（填代号）．
（2）煤燃烧产生的烟道气中常含有大量SO₂污染性气体，处理烟道气中SO₂的一种方法，是将其通入到碳酸钠溶液中，①写出碳酸钠水解的离子方程式

 

．
②在碳酸钠溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是

 

A、c（Na⁺）═2c（CO₃^2-）   
B、c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）
C、c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞C（H⁺）    
D、c（OH^-）-c（H⁺）═c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）
③写出SO₂与过量碳酸钠溶液反应的离子方程式

 

．
（3）298K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应：2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-a kJ?mol^-1 （a＞0）．N₂O₄的物质的量浓度随时间变化如图2．达平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，回答下列问题．2298k时，该反应的平衡常数为

 

 L?mol^-1．
②下列条件的改变一定能加快反应速率并且提高NO₂的转化率的是

 

A、升高反应温度                    
B、保持容器体积不变，增加NO₂的物质的量
C、保持体积不变，充入稀有气体He使体系压强增大     
D、缩小容器的体积，增大压强
③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO₂）=0.6mol  n（N₂O₄）=1.2mol，则此时V_（正）

 

V_（逆）（填“＞”“＜”或“=”）．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,化学平衡的影响因素,盐类水解的应用,离子浓度大小的比较

专题：化学平衡专题,盐类的水解专题

分析：（1）a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化；
b、到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变，结合反应热判断随反应进行容器内温度变化，判断温度对化学平衡常数的影响；
c、t₁时刻后二氧化碳、CO的物质的量发生变化，最后不再变化；
d、到达平衡后各组分的含量不发生变化；
（2）①碳酸钠水解生成碳酸氢钠和氢氧化钠，碳酸氢钠继续水解生成碳酸和氢氧化钠；
②A．根据电荷书恒判断；
B．根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小；
C．根据碳酸根离子发生水解以及水的电离判断出离子浓度的大小；
D．根据质子守恒判断；
③SO₂与过量碳酸钠溶液反应生成碳酸钠、二氧化碳；
（3）①有图可知N₂O₄的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，则NO₂的平衡浓度为0.3mol/L，带入平衡常数表达式计算；
②A．根据反应放热，所以升高反应温度平衡向逆向移动分析；
B．缩小容器的体积，即增大压强，平衡正向移动；
C．保持容器体积不变，充入稀有气体，平衡不移动；
D．保持容器体积不变，充人NO₂气体，采用先成比例增大体积，转化率不变，再压缩到原来的体积，平衡正向移动；
③反应为放热反应，升高温度，K值减小，计算可知此时的浓度商Q=K（298K）＞K（398K），反应向逆反应方向移动，因此V_（正）＜V_（逆）．

解答： 解：（1）a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t₁时刻V_正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；
b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确；
c、t₁时刻后二氧化碳、CO的物质的量发生变化，t₁时刻未到达平衡状态，故c错误；
d、NO的质量分数为定值，t₁时刻处于平衡状态，故d正确，
故答案为：bd；
（2）①碳酸钠水解生成碳酸氢钠和氢氧化钠，碳酸氢钠继续水解生成碳酸和氢氧化钠，水解的离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
②A．Na₂CO₃溶液中电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（CO₃^2-），故A错误；
B．碳酸根离子发生水解以及水的电离，所以溶液中离子浓度：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故B正确；
C．碳酸根离子发生水解以及水的电离，所以溶液中离子浓度：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），故C正确；
D．Na₂CO₃溶液中质子守恒：c（H⁺）═c（OH^-）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故D正确；
故选：BCD；
③SO₂与过量碳酸钠溶液反应生成碳酸钠、二氧化碳，反应的离子方程式为：SO₂+CO₃^2-═SO₃^2-+CO₂；故答案为：SO₂+CO₃^2-═SO₃^2-+CO₂；
（3）①有图可知N₂O₄的平衡浓度为0.6mol/L，达到平衡时，N₂O₄的浓度为NO₂的2倍，则NO₂的平衡浓度为0.3mol/L，
则K=

c(N 2O 4)

c 2(NO 2)

=

0.6mol/L

(0.3mol/L) 2

=6.67L/mol，
故答案为：6.67；
②A．根据反应放热，所以升高反应温度加快反应速率，平衡向逆向移动，转化率减小，故错误；
B．保持容器体积不变，充人NO₂气体加快反应速率，采用先成比例增大体积，转化率不变，再压缩到原来的体积，平衡正向移动，转化率增大，故正确；
C．保持容器体积不变，充入稀有气体，平衡不移动，转化率不变，故错误；
D．缩小容器的体积，即增大压强加快反应速率，平衡正向移动，转化率增大，故正确；
故答案为：BD；
③反应为放热反应，升高温度，K值减小，密闭容器的体积为2L，因此的N₂O₄的浓度为0.6mol/L，N₂O₄的浓度为0.3mol/L，浓度商Q=

c(N 2O 4)

c 2(NO 2)

=

0.6mol/L

(0.3mol/L) 2

=6.67L/mol=6.67L/mol=K（298K）＞K（398K），反应向逆反应方向移动，因此V_（正）＜V_（逆）；
故答案为：＜．

点评：本题考查了化学平衡影响因素，溶液中的离子浓度大小，化学反应速率，平衡常数概念计算应用，注意平衡的条件分析是解题关键，题目难度中等．