题目内容
4．
NO、NO2 和CO均为大气污染物，对其治理备受关注．请回答下列问题：I．碱液吸收法
（1）NaOH溶液可将NO和NO2的混合气体转化为NaNO2，该反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O．
（2）25℃时，HNO2的电离常数Ka=4.6×10-4．常温下，向NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的pH=3时，溶液中$\frac{c（HN{O}_{2}）}{c（N{O}_{2}^{-}）}$=2.2（保留两位有效数字）
Ⅱ．已知综合治理NO和CO的原理为
i.2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2 （g）△H=-746.5kJ•mol-1
ii．C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2 （g）△H=+172.5kJ•mol-1
（3）高温下，1mol C（s）与CO2 完全反应生成CO的热化学方程式为C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H=+919.0kJ/mol．
（4）一定条件下，某密闭容器中发生反应i和反应ii．达到平衡后，其他条件不变，升高温度，CO的体积分数增大（填“增大”“减小”或“无影响”）．
（5）一定条件下，恒容密闭容器中发生反应i．若起始充入的物料比$\frac{c（CO）}{c（NO）}$=y，NO的平衡转化率（a）与y和温度（T）的关系如图所示．
①y1＞y2（填“＞”“＜”或“=”）
②M点和N点对应的该反应速率：M＞N（填“＞”“＜”或“=”）
（6）t℃时，向容积为10L的恒压密闭容器中加入1mol C（s）和2molNO（g），发生反应ii．5min达到平衡时，测得0～5min内，用CO2表示的该反应速率v（CO2）=0.016mol•L-1•min-1；N2的体积分数为a．则：
①t℃时，该反应的平衡常数K=4．
②若保持条件不变，起始向该容器中按下列配比加入物质，达到平衡时，N2的体积分数仍为a的是B、C（填选项字母）
A.0.5molC和2mol NO B.2mol N2和2mol CO2
C.1mol C、1mol N2和1mol CO2 D.1mol C、1mol NO和1mol N2．
分析 I．（1）NaOH溶液可将NO和NO2的混合气体转化为NaNO2，反应为氧化还原反应，注意配平，据此写出反应的离子方程式；
（2）25℃时，HNO2的电离常数Ka=4.6×10-4，电离方程式为：HNO2?H++NO2-，则其平衡常数表达式为Ka=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{O}_{2}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）}$，常温下，向NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的pH=3时，据此分析计算；
II．（3）高温下，1mol C（s）与CO2 完全反应生成CO的方程式为：C（s）+CO2（g）?2CO（g），该反应可由已知的热化学方程式推导，根据盖斯定律计算该反应的焓变；
（4）一定条件下，某密闭容器中发生反应i和反应ii，反应i放热，反应ii吸热，达到平衡后，其他条件不变，升高温度，使反应i的平衡向左移动，反应ii的平衡向右移动，CO的量增多；
（5）①一定条件下，恒容密闭容器中发生反应i：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2 （g），根据图象，采用控制变量法分析，取相同温度下，反应起始投入的物料比$\frac{c（CO）}{c（NO）}$=y，对于可逆反应，增大其中其中反应物的量，可使另一种反应物的转化率增大，据此分析判断；
②M点和N点的起始条件相同，根据图象M点温度大于N点温度，升高温度，不论是正反应速率还是逆反应速率，都会增大；
（6）①t℃时，向容积为10L的恒压密闭容器中加入1mol C（s）和2molNO（g），发生反应ii：C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2 （g），该反应的平衡常数为K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$，已知用CO2表示的该反应速率v（CO2）=0.016mol/（L•min），据此计算；
②若保持条件不变，起始时按不同的物料比投入反应，达到平衡时，N2的体积分数仍为a不变，结合等效平衡的知识分析．
解答 解：I．（1）NaOH溶液可将NO和NO2的混合气体转化为NaNO2，反应为氧化还原反应，则反应的离子方程式为：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O，
故答案为：NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O；
（2）25℃时，HNO2的电离常数Ka=4.6×10-4，电离方程式为：HNO2?H++NO2-，则其平衡常数表达式为Ka=$\frac{c（{H}^{+}）c（N{O}_{2}^{-}）}{c（HN{O}_{2}）}$，常温下，向NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的pH=3时，此时溶液中c（H+）=10-3mol/L，
所以溶液中$\frac{c（HN{O}_{2}）}{c（N{O}_{2}^{-}）}$=$\frac{c（{H}^{+}）}{{K}_{a}}$=$\frac{1{0}^{-3}}{4.6×1{0}^{-4}}$=2.2，注意保留两位有效数字，
故答案为：2.2；
II．已知：①2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2 （g）△H1=-746.5kJ/mol，
②C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2 （g）△H2=+172.5kJ/mol，
（3）高温下，1mol C（s）与CO2 完全反应生成CO的化学方程式为：C（s）+CO2（g）?2CO（g），该反应可由②-①得到，根据盖斯定律，该反应的焓变为△H=△H2-△H1=172.5-（-746.5）=+919.0kJ/mol，
所以该反应的热化学方程式为：C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H=+919.0kJ/mol，
故答案为：C（s）+CO2（g）?2CO（g）△H=+919.0kJ/mol；
（4）一定条件下，某密闭容器中发生反应i和反应ii，反应i放热，反应ii吸热，达到平衡后，其他条件不变，升高温度，使反应i的平衡向左移动，反应ii的平衡向右移动，CO的量增多，则CO的体积分数增大，
故答案为：增大；
（5）①一定条件下，恒容密闭容器中发生反应i：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2 （g），根据图象，采用控制变量法分析，取相同温度下，反应起始投入的物料比$\frac{c（CO）}{c（NO）}$=y，对于可逆反应，增大其中其中反应物的量，可使另一种反应物的转化率增大，也就是CO的量，y的值增大，NO的平衡转化率增大，综上，y增大，NO的平衡转化率增大，根据图象，则y1＞y2，
故答案为：＞；
②M点和N点的起始条件相同，根据图象M点温度大于N点温度，升高温度，不论是正反应速率还是逆反应速率，都会增大，则M点和N点对应的该反应速率为M＞N，
故答案为：＞；
（6）①t℃时，向容积为10L的恒压密闭容器中加入1mol C（s）和2molNO（g），发生反应ii：C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2 （g），该反应的平衡常数为K=$\frac{c（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）}$，已知用CO2表示的该反应速率v（CO2）=0.016mol/（L•min），5min达到平衡时，则CO2消耗的量为△c（CO2）=v（CO2）△t=0.08mol/L，根据反应方程式，生成了c（CO2）=0.08mol，c（N2）=0.08mol，平衡时，c（NO）=0.2mol/L-2×0.08mol/L=0.04mol/L，则t℃时，该反应的平衡常数为K=$\frac{0.08mol/L×0.08mol/L}{（0.04mol/L）^{2}}$=4，
故答案为：4；
②若保持条件不变，起始时按不同的物料比投入反应，达到平衡时，N2的体积分数仍为a不变，可考虑反应是等效平衡的，原平衡是按1mol C（s）和2molNO（g）冲入恒容密闭容器反应的，该反应是气体数守恒的反应，恒容条件之下，其等效平衡为起始时按1molN2和1molCO2冲入容器反应，只需满足按物料比n（N2）：n（CO2）=1：1充入即可，
A．将0.5molC和2mol NO转化为等效平衡为0.5molN2，0.5molCO2和1molNO起始，不满足，故A不选；
B.2mol N2和2mol CO2满足n（N2）：n（CO2）=1：1，满足，故B可选；
C.1mol C、1mol N2和1mol CO2，由于C并不影响反应的平衡常数，因此满足n（N2）：n（CO2）=1：1，故C可选；
D.1mol C、1mol NO和1mol N2，转化为等效平衡为0.5molC，1.5molN2和0.5molCO2起始，不满足，故D不选．
故选BC．
点评 本题主要考察化学原理部分，包含氧化还原反应方程式的书写，平衡常数的计算，弱电解质的电离平衡，化学平衡的移动，转化率的判断，化学反应速率的计算，等效平衡的应用，涉及的知识点较多，考察的比较全面．本题难度中等．
名校通行证有效作业系列答案
近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样．现有实验室中模拟甲醇合成反应，在2L密闭容器内，400℃时反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0，体系中n（CO）随时间的变化如表：| 时间（s） | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
| n（CO）（mol） | 0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
（2）用H2表示从0～2s内该反应的平均速率v（H2）=0.006mol•L-1•s-1．
（3）能说明该反应已达到平衡状态的是b c．
a．v（CH3OH）=2v（H2） b．容器内压强保持不变
c．2v逆（CO）=v正（H2） d．容器内密度保持不变
（4）已知常温常压下1g液态甲醇燃烧生成CO2气体和液态水放出22.68kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76kJ•mol-1．
（5）CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图2所示，图中CH3OH从A（填A或B）通入，b极的电极反应式是O2+4e-+2H2O=4OH-．
| A． | 同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后，溶液的 pH 一定等于 7 | |
| B． | 0.1 mol•L-1 NH4Cl 溶液与 0.1 mol•L-1氨水等体积混合（pH＞7）：c（NH3•H2O）＞c（NH4+）＞c（Cl-）＞c（OH-） | |
| C． | 向 0.10 mol•L-1Na2SO3溶液中通 SO2 气体至溶液 pH=7：c（Na+）═2c（SO32-）+c（HSO3-） | |
| D． | 0.1 mol AgCl 和 0.1 mol AgBr 混合后加入水中，所得溶液 c（Cl-）═c（Br-） |
| A． | 互为同位素的 14C、12C | B． | 互为同系物的丁烷和庚烷 | ||
| C． | 互为同素异形体的金刚石和石墨 | D． | 互为同分异构体的丙烯和环丙烷 |