Question

15．对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能减排等目的．汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$ N₂（g）+2CO₂（g）+Q（Q＞0）．
一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）/mol•L-1	1.00×10-3	4.50×10-4	2.50×10-4	1.50×10-4	1.00×10-4	1.00×10-4
c（CO）/mol•L-1	3.60×10-3	3.05×10-3	2.85×10-3	2.75×10-3	2.70×10-3	2.70×10-3

（1）写出该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$．
（2）前2s内的平均反应速率υ（N₂）=1.875×10^-4mol/（L•s）；
    达到平衡时，CO的转化率为25%．
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是bd
a．2υ_正（NO）=υ_逆（N₂）             b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化    d．容器中CO的转化率不再发生变化
（4）采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术，同时吸收SO₂和NO_x，获得（NH₄）₂SO₄的稀溶液．往（NH₄）₂SO₄溶液中再加入少量（NH₄）₂SO₄固体，$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$的值将变大（填“变大”、“不变”或“变小”）
（5）有物质的量浓度相等的三种铵盐溶液：①NH₄Cl    ②NH₄HCO₃  ③NH₄HSO₄，这三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是②＞①＞③（填编号）；
（6）向BaCl₂溶液中通入足量SO₂气体，没有沉淀生成，继续滴加一定量的氨水后，生成BaSO₃沉淀．用电离平衡原理解释上述现象饱和SO₂溶液中电离产生的SO₃^2-很少，因此没有沉淀．加入氨水后，促进H₂SO₃的电离，SO₃^2-离子浓度增大，有沉淀产生．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）先计算v（NO），再根据反应速率与计量数关系计算υ（N₂）；
CO转化率=$\frac{参加反应的CO物质的量浓度}{CO初始物质的量浓度}×100%$；
（3）只有反应前后改变的物理量不变时可逆反应才能达到平衡状态；
（4）在（NH₄）₂SO₄溶液中存在水解反应，2NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，往（NH₄）₂SO₄溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固体，水解平衡向正方向进行，但铵根的水解率减小，所以$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$的值将变大；
（5）①NH₄Cl ②NH₄HCO₃ ③NH₄HSO₄，其中③对水的电离起到抑制作用，①②对水的电离起到促进作用，根据水解程度判断对水的电离的影响分析解答；
（6）根据饱和SO₂溶液中电离产生的SO₃^2-很少，因此没有沉淀；加入氨水后，促进H₂SO₃的电离，SO₃^2-离子浓度增大，有沉淀产生来分析．

解答 解：（1）化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$，故答案为：K=$\frac{c（{N}_{2}）．{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（CO）．{c}^{2}（NO）}$；
（2）v（NO）=$\frac{（1.00-0.25）×1{0}^{-3}mol/L}{2s}$=3.75×10^-4mol/（L•s），再根据反应速率与计量数关系得υ（N₂）=1.875×10^-4mol/（L•s）；
CO转化率=$\frac{参加反应的CO物质的量浓度}{CO初始物质的量浓度}×100%$=$\frac{（3.60-2.70）×1{0}^{-3}mol/L}{3.60×1{0}^{-3}mol/L}$×100%=25%，
故答案为：1.875×10^-4；25%；
（3）a．反应速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，v_正（NO）=2v_逆（N₂）说明氮气正逆反应速率相同，2v_正（NO）=v_逆（N₂），不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．反应前后气体质量不变，气体物质的量减小，容器中气体的平均分子量不随时间而变化说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．反应 前后气体质量不变，体积不变，过程中和平衡状态容器中气体的密度都不随时间而变化，不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．容器中CO的转化率不再发生变化，是平衡标志，故d正确；
故答案为：bd；
（4）在（NH₄）₂SO₄溶液中存在水解反应，2NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，往（NH₄）₂SO₄溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固体，水解平衡向正方向进行，但铵根的水解率减小，所以$\frac{c（NH_4^+）}{{c（SO_4^{2-}）}}$将变大，故答案为：变大；
（5）物质的量浓度相等的三种铵盐溶液：①NH₄Cl②NH₄HCO₃③NH₄HSO₄，这三种溶液中，其中③对水的电离起到抑制作用，①②对水的电离起到促进作用，所以三种溶液中由水电离出的OH^-浓度③中浓度最小，又②NH₄HCO₃是互相促进水解水解程度更大，则，②对水的电离起到促进作用比①大，所以三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是②①③，故答案为：②＞①＞③；
（6）因为饱和SO₂溶液中电离产生的SO₃^2-很少，因此没有沉淀，加入氨水后，促进H₂SO₃的电离，SO₃^2-离子浓度增大，有沉淀产生，
故答案为：饱和SO₂溶液中电离产生的SO₃^2-很少，因此没有沉淀，而加入氨水后，促进H₂SO₃的电离，SO₃^2-离子浓度增大，有沉淀产生．

点评 本题考查化学平衡计算、盐类水解等知识点，为高频考点，注意盐类水解的实质和把握弱电解质的电离，从影响平衡移动的角度分析水的电离程度，注意：只有反应前后改变的物理量才能作为平衡状态判断依据，题目难度不大．