“霾是当今世界环境热点话题．目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气．NO和CO气体均为汽车尾气的成分.这两种气体在催化转换器中发生如下反应:2NO$\stackrel{催化剂}{?}$2CO2(g)+N2(g)△H=-a kJ•mol-1(1)在一定温度下.将2.0mol NO.2.4mol CO气体通入到� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．“霾”是当今世界环境热点话题．目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气．NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：
2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$2CO₂（g）+N₂（g）△H=-a kJ•mol^-1（a＞0）

（1）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图1所示：
①0～15min N₂的平均速率v（N₂）=0.013mol/（L•min）；NO的转化率为40%．
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是cd（选填序号）．
a．缩小容器体积
b．增加CO的量
c．降低温度
d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，化学平衡将向左移动（选填“向左”、“向右”或“不”），重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为$\frac{5}{36}$L/mol．
（2）已知：2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-b kJ•mol^-1（b＞0）CO的燃烧热△H=-c kJ•mol^-1（c＞0）则在消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO发生反应的热化学反应方程式为：4CO（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-a+b-2c kJ•mol^-1．
（3）工业废气中含有的NO₂还可用电解法消除．制备方法之一是先将NO₂转化为N₂O₄，然后采用电解法制备 N₂O₅，装置如图2所示． Pt乙为阴极，电解池中生成N₂O₅的电极反应式是N₂O₄+2HNO₃-2e-=2N₂O₅+2H⁺．

分析（1）①根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂）；利用浓度变化量之比等于化学计量数之比计算NO浓度变化量，再根据n=cV计算参加反应NO的物质的量，进而计算NO的转化率；
②a．缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，移动结果不能消除CO浓度增大；
b．增加CO的量，CO的浓度增大；
c．降低温度，平衡向正反应方向移动；
d．扩大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，平衡时CO浓度减小；
③温度不变，平衡常数不变，利用三段式计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$，再计算此时浓度商Qc，与平衡常数相比，判断反应进行方向；
（2）根据CO的燃烧热书写CO燃烧的热化学方程式，根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也进行相应的计算；
（3）由图可知，乙电极上有四氧化二氮生成，发生还原反应，则乙为阴极，故甲为阳极，N₂O₄在阳极失去电子，在硝酸条件下生成N₂O₅，根据电荷守恒可知，还有氢离子生成．

解答解：（1）①由图可知，15min N₂的浓度变化量为0.2mol/L，则v（N₂）=$\frac{0.2mol/L}{15min}$=0.013mol/（L•min）；
浓度变化量之比等于化学计量数之比，则NO浓度变化量为2×0.2mol/L=0.4mol/L，故参加反应的NO为2L×0.4mol/L=0.8mol，故NO的转化率为$\frac{0.8mol}{2mol}$×100%=40%，
故答案为：0.013mol/（L•min）；40%；
②a．缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，移动结果不能消除CO浓度增大，平衡时CO浓度增大，故a错误；
b．增加CO的量，平衡虽然向正反应方向移动，但CO的转化率减小，到平衡时CO的浓度增大，故b错误；
c．降低温度，平衡向正反应方向移动，到达新平衡时CO的浓度减小，故c正确；
d．扩大容器体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，但CO的物质的量增大程度小于体积增大程度，所以CO浓度减小，
故选：cd；
③平衡时氮气浓度变化量为0.2mol/L，NO的起始浓度为$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L、CO的起始浓度为$\frac{2.4mol}{2L}$=1.2mol/L，则：
            2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）
开始（mol/L）：1       1.2       0        0
转化（mol/L）：0.4     0.4       0.4      0.2
平衡（mol/L）：0.6     0.8       0.4      0.2
故平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）×c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）×{c}^{2}（CO）}$=$\frac{0．{4}^{2}×0.2}{0．{6}^{2}×0．{8}^{2}}$L/mol=$\frac{5}{36}$L/mol，
20min时再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，此时浓度商Qc=$\frac{0．{4}^{2}×（0.2+\frac{0.4}{2}）}{（0.6+\frac{0.4}{2}）^{2}×0．{8}^{2}}$=$\frac{5}{32}$＞K=$\frac{5}{36}$，故反应向逆反应进行，即向左移动，
温度不变，平衡常数不变，即重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为$\frac{5}{36}$L/mol，
故答案为：向左；$\frac{5}{36}$L/mol；
（2））①2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-a kJ•mol^-1
②2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-b kJ•mol^-1；
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-c kJ•mol^-1
根据盖斯定律，①-②+2×③得：4CO（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-a+b-2c kJ•mol^-1，
故答案为：4CO（g）+2NO₂（g）?N₂（g）+4CO₂（g）△H=-a+b-2c kJ•mol^-1；
（3）由图可知，乙电极上有四氧化二氮生成，发生还原反应，则乙为阴极，故甲为阳极，N₂O₄在阳极失去电子，在硝酸条件下生成N₂O₅，根据电荷守恒可知，还有氢离子生成，电解池中生成N₂O₅的电极反应式是：N₂O₄+2HNO₃-2e-=2N₂O₅+2H⁺，
故答案为：阴；N₂O₄+2HNO₃-2e-=2N₂O₅+2H⁺．

点评本题考查化学平衡有关计算、化学平衡移动、化学反应速率计算、平衡常数计算及应用、热化学方程式书写、电解原理及电极反应式书写等，属于拼合型题目，化学平衡常数的有关计算是高考热点，理解掌握化学平衡常数与浓度商的关系确定反应方向，（1）中②为易错点，学生容易根据平衡移动判断浓度变化，注意对平衡移动原理的理解：“减弱改变”而不是“消除改变”，也可以借助平衡常数理解．

练习册系列答案

相关题目

	A．	K_sp（AB₂）小于K_sp（CD），说明AB₂的溶解度一定小于CD的溶解度
	B．	除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
	C．	2C+SiO₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑，此反应能够进行是因为碳的还原性比硅强
	D．	弱酸也可以通过复分解反应制强酸，如：H₂S+CuSO₄=H₂SO₄+CuS↓

7．分别取等质量的Mg、Fe细小颗粒进行下列操作：
I．将镁铁混合均匀后，一次性加入足量的稀硫酸，得到图A、B；
II．分别向盛镁铁的两试管中逐滴缓慢滴入等浓度稀硫酸（滴速相同），得到关系为C、D，
则下列图示正确的是（　　）

	A．			B．
	C．			D．

4．卤素互化物与卤素单质性质相似．已知CH₂=CH-CH=CH₂（1，3-丁二烯）与氯气发生加成产物有三种：
①CH₂Cl-CHCl-CH=CH₂ （1，2-加成）
②CH₂Cl-CH=CH-CH₂Cl （1，4-加成）
③CH₂Cl-CHCl-CHCl-CH₂Cl（完全加成）
据此推测CH₂=C（CH₃）-CH=CH₂（异戊二烯）与卤素互化物BrCl的加成产物有几种（不考虑顺反异构和镜像异构）

11．设N_A为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）

	A．	常温常压下，14 g C₂H₄、C₃H₆的混合气体中含有碳原子的数目为N_A
	B．	常温下，pH=12的Na₂CO₃溶液中含有的OH^-离子数为0.01N_A
	C．	标准状况下，0.56 L丙烷中含有共价键的数目为0.2 N_A
	D．	7.8 g Na₂O₂中含有的阴离子数为0.2N_A

1．下列说法中正确的是（　　）

	A．	饱和石灰水中加入一定量生石灰，温度明显升高，所得溶液的pH增大
	B．	AgCl悬浊液中存在平衡：AgCl（s）═Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），往其中加入少量NaCl粉末，平衡向左移动，溶液中离子的总浓度会减小
	C．	AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变成黄色，证明此条件下Ksp（AgCl）＞Ksp（AgI）
	D．	硬水中含有较多的Ca²⁺?Mg²⁺?HCO₃^-、SO₄^2-，加热煮沸可以完全除去其中的Ca²⁺?Mg²⁺

8．实验室测定溶液中RO₃^-浓度的方法之一是：取25mL待测液于锥形瓶中，加入足量的KI溶液，发生反应①．充分反应后，往锥形瓶中滴入2-3滴淀粉溶液，用0.001mol/L的Na₂S₂O₃溶液滴定，发生反应②．反应方程式如下：
反应①aRO₃^-+bI^-+cH⁺=dR^-+eI₂+fH₂O
反应②I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆
下列说法正确的是（　　）

	A．	b=c
	B．	R元素位于周期表的ⅤA族
	C．	滴定终点时，溶液的颜色由无色变为蓝色
	D．	若滴定消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL，则反应①转移电子6.02×10²⁰个

5．下列有关电解质溶液的说法正确的是（　　）

	A．	pH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，则a=b+1
	B．	向NaAlO₂溶液中滴加NaHCO₃溶液，有沉淀和气体生成
	C．	在Na₂C₂O₄稀溶液中，c（OH^-）=c（H⁺）+c（HC₂O₄^-）+2c（H₂C₂O₄）
	D．	0.1 mol/L Na₂CO₃溶液与0.1 mol/L NaHCO₃溶液等体积混合：3c（Na⁺）=2[c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）]

6．下列叙述和推论正确的是（　　）

选项	叙述	结论
A	由次氯酸可制得盐酸	酸性：HClO＞HCl
B	原电池中负极金属的活动性，比正极强	镁、铝作电极与NaOH溶液组成原电池时，镁作负极
C	-OH可与Na反应生成H₂	可通过加钠凝聚是否具有气泡产生的方法鉴别乙醇的水溶液和乙酸的水溶液
D	溶解度小的沉淀易向更小的沉淀转化	向AgCl悬浊液中滴加KI溶液可得到AgI沉淀

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