题目内容
随着大气污染的日趋严重，“节能减排”，减少全球温室气体排放，研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义．
（1）如图a是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图．
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
2NO （g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-112.3kJ/mol
则反应：2NO（g）+CO（g）?N2（g）+2CO2（g）的△H是 ．
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
①T1℃时，该反应的平衡常数K= （保留两位小数）．
②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是 ．
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图b所示．该反应△H 0（填“＞”或“＜”）．
（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）．已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为
（5）有学者想以如图c所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料．若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为 ，电池总反应式为 ．
（6）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=3.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为4×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 ．
（1）如图a是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图．
已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol
2NO （g）+O2（g）=2NO2（g）△H=-112.3kJ/mol
则反应：2NO（g）+CO（g）?N2（g）+2CO2（g）的△H是
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1℃）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
浓度/mol?L-1 时间/min |
NO | N2 | CO2 |
| 0 | 0.100 | 0 | 0 |
| 10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
| 20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| 30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
| 40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
| 50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是
（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图b所示．该反应△H
（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42-而实现SO2的处理（总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4）．已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，则另一反应的离子方程式为
（5）有学者想以如图c所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料．若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极反应式为
（6）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=3.8×10-9．CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为4×10-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,氧化还原反应,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）通过图a求出 NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）反应的热化学方程式，然后利用盖斯定律将几个已知的热化学方程式进行运算即可求出2NO（g）+CO（g）=N2（g）+2CO2（g）的热化学方程式；
（2）①通过表中数据可知，反应进行到20-30分钟时达到平衡状态，则K=
；
②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2；
（3）温度-压强-转化率图象定一议二，做一条等压线，比较不同温度下CO平衡转化率大小判断改变温度平衡移动的方向；
（4）SO2转化为SO42-该过程为氧气氧化二价铁离子到三价铁离子，然后用三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根；
（5）SO2-O2-H2SO4形成燃料电池，通O2的电极为正极发生还原反应，同SO2的电极为负极发生氧化反应，书写电极反应式按照先总后分的顺序，先写出总的原电池方程式，然后写出正极的电极反应式，用总方程式减去正极反应式就是负极的电极反应式；
（6）根据溶度积规则可知要想产生沉淀则需要满足Qc＞Ksp．
（2）①通过表中数据可知，反应进行到20-30分钟时达到平衡状态，则K=
| [CO2][N2] |
| [NO]2 |
②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2；
（3）温度-压强-转化率图象定一议二，做一条等压线，比较不同温度下CO平衡转化率大小判断改变温度平衡移动的方向；
（4）SO2转化为SO42-该过程为氧气氧化二价铁离子到三价铁离子，然后用三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根；
（5）SO2-O2-H2SO4形成燃料电池，通O2的电极为正极发生还原反应，同SO2的电极为负极发生氧化反应，书写电极反应式按照先总后分的顺序，先写出总的原电池方程式，然后写出正极的电极反应式，用总方程式减去正极反应式就是负极的电极反应式；
（6）根据溶度积规则可知要想产生沉淀则需要满足Qc＞Ksp．
解答：
解：（1）通过图a可知该反应为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g），该反应的焓变△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234kJ/mol 所以该反应的热化学方程式NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ/mol①，
①NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H1=-234kJ/mol
②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H2=+180kJ/mol
③2NO （g）+O2（g）=2NO2（g）△H3=-112.3kJ/mol
根据盖斯定律①×2+③-②得2NO（g）+CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=2×△H1+△H3-△H2=-760.3KJ/mol，
故答案为：-760.3KJ/mol；
（2）①当20-30分钟时反应达到平衡K=
=
=0.56，故答案为：0.56；
②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2，故答案为：分离出部分CO2；
（3）当压强恒定时，温度250度升高到300度CO的平衡转化率降低，说明平衡向逆向移动，所以逆向为吸热反应，正反应为放热反应△＜0，故答案为：△＜0；
（4）三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根，离子方程式为：2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+，故答案为：2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+；
（5）原电池总方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，用总的减去正极的电极反应式得负极电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，
故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
（6）由溶度积规则可知，Qc=Ksp达到沉淀溶解平衡，Ksp=Qc=c（Ca2+）c（CO32-）=4×10-4mol/L×c（Ca2+）=3.8×10-9 ，解得c（Ca2+）=9.5×10-6mol/L，
故答案为：9.5×10-6mol/L．
①NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H1=-234kJ/mol
②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H2=+180kJ/mol
③2NO （g）+O2（g）=2NO2（g）△H3=-112.3kJ/mol
根据盖斯定律①×2+③-②得2NO（g）+CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=2×△H1+△H3-△H2=-760.3KJ/mol，
故答案为：-760.3KJ/mol；
（2）①当20-30分钟时反应达到平衡K=
| [CO2][N2] |
| [NO]2 |
| 0.03×0.03 |
| 0.042 |
②根据表中30-40分钟各物质浓度的变化可以看出改变的条件是分离出部分CO2，故答案为：分离出部分CO2；
（3）当压强恒定时，温度250度升高到300度CO的平衡转化率降低，说明平衡向逆向移动，所以逆向为吸热反应，正反应为放热反应△＜0，故答案为：△＜0；
（4）三价铁离子氧化二氧化硫到硫酸根，离子方程式为：2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+，故答案为：2Fe3++SO2+2H20=2Fe2++SO42-+4H+；
（5）原电池总方程式为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4，正极的电极反应式为O2+4H++4e-=2H2O，用总的减去正极的电极反应式得负极电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，
故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；
（6）由溶度积规则可知，Qc=Ksp达到沉淀溶解平衡，Ksp=Qc=c（Ca2+）c（CO32-）=4×10-4mol/L×c（Ca2+）=3.8×10-9 ，解得c（Ca2+）=9.5×10-6mol/L，
故答案为：9.5×10-6mol/L．
点评：本题考查了盖斯定律求反应热、化学平衡常数及化学平衡移动的影响因素、原电池电极反应式的书写、氧化还原反应、溶度积规则等，题目难度中等．
练习册系列答案
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