Question

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量．有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要．
（1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质．
已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180.5kJ?mol^-1
②C和C0的燃烧热（△H）分别为-393.5kJ?mol^-1和-283kJ?mol^-1
则2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

kJ?mol^-1
（2）将0.20mol NO和0.10mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示．
①CO在0-9min内的平均反应速率v（CO）=

 

mol?L^-1?min^-1（保留两位有效数字）；第12min时改变的反应条件可能为

 

．
A．升高温度    B．加入NO    C．加催化剂    D．降低温度
②该反应在第24min时达到平衡状态，CO₂的体积分数为

 

（保留三位有效数字），化学平衡常数K=

 

（保留两位有效数字）．
（3）烟气中的SO₂可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c（Na⁺）=

 

（用含硫微粒浓度的代数式表示）．
（4）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO₂转化成HCOOH和O₂．已知常温下0.1mol?L^-1的HCOONa溶液pH=10，则HCOOH的电离常数K_a=

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）写出C和CO燃烧热的热化学方程式，结合盖斯定律计算所需要的热化学方程式；
（2）①分析图象浓度变化，结合反应速率概念计算V=

△c

△t

得到，第12min时一氧化碳和一氧化氮减小，氮气浓度增大，说明平衡正向进行，依据化学平衡移动原理分析判断选项对平衡的影响；
②依据图象分析判断，平衡状态时一氧化碳一氧化氮和氮气浓度，结合化学平衡三段式列式计算平衡百分含量和平衡常数；
（3）依据溶液中存在的电荷守恒分析；
（4）计算水解平衡常数Kh，再根据Ka=

Kw

Kh

计算．

解答： 解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180.5kJ?mol^-1
②C的燃烧热（△H）为-393.5kJ?mol^-1，热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1；
③C0的燃烧热283kJ?mol^-1 ，热化学方程式为CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1；
依据盖斯定律计算③×2-①得到，2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-746.5KJ/mol
故答案为：-746.5；
（2）①图象分析一氧化碳浓度变化=0.10mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，CO在0-9min内的平均反应速率v（CO）=

0.04mol/L

9min

=4.4×10^-3，第12min时，一氧化碳和一氧化氮浓度减小，浓度增大说明平衡正向进行；
A．反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，故A不符合；    
B．加入NO，平衡正向进行，一氧化氮浓度大于原平衡，故B不符合；
 C．加催化剂改变反应速率不改变化学平衡，故C不符合；    
D．反应是放热反应，降低温度，平衡正向进行，故D符合；
改变的反应条件可能是降低温度；
故答案为：4.4×10^-3；D；
 ②该反应在第24min时达到平衡状态，平衡浓度c（N₂）=0.03mol/L，c（NO）=0.14mol/L，c（CO）=0.04mol/L，依据化学平衡三段式列式计算
              2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol/L） 0.2      0.1      0        0
变化量（mol/L） 0.06     0.06     0.03     0.06
平衡量（mol/L） 0.14      0.04    0.03     0.06
CO₂的体积分数=

0.06

0.14+0.04+0.03+0.06

×100%=22.2%
平衡常数K=

0.062×0.03

0.142×0.042

=3.4
故答案为：22.2%；3.4；
（3）烟气中的SO₂可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液，且所得溶液呈中性，依据溶液中电荷守恒分析，c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）+c（OH^-），c（H⁺）=c（OH^-），得到（Na⁺）=2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-），故答案为：2c（SO₃^2-）+c（HSO₃^-）；
（4）常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10，溶液中存在HCOO-水解HCOO^-+H₂O?HCOOH+OH^-，故K_h=

10-4×10-4

0.1-10-4

=10^-7，则HCOOH的电离常数Ka=

Kw

Kh

=

10-14

10-7

=1×10^-7，故答案为：1.0×10^-7．

点评：本题考查了热化学方程式书写方法，化学平衡建立，平衡状态影响因素分析，化学反应速率、平衡常数计算应用，电解质溶液电荷守恒，弱电解质电离平衡的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．