Question

【题目】“绿水青山就是金山银山”，因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)亚硝酰氯(Cl—N=O)气体是有机合成的重要试剂，它可由Cl2和NO在通常条件下反应制得，该反应的热化学方程式为__。

相关化学键的键能如下表所示：

化学键	Cl—Cl	NO(NO气体)	Cl—N	N=O
键能/(kJ·mol-1)	243	630	200	607

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-681.8kJ·mol-1，对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应，在T℃时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：

时间/min 浓度/mol·L-1	0	10	20	30	40	50
O2	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO2	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88

①0～10min内，平均反应速率v(CO2)=___mol·L-1·min-1；当升高温度，该反应的平衡常数K__(填“增大”、“减小”或“不变”)。

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断，改变的条件可能是__(填字母)。

A.加入一定量的粉状碳酸钙

B.适当缩小容器的体积

C.通入一定量的O2

D.加入合适的催化剂

(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=-34.0kJ·mol-1，用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示：

由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大，其原因为__。

②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=__[已知：气体分压(P分)=气体总压(Pa)×体积分数]

(4)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1，生成无毒的N2和CO2实验测得，v正=k正c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆c(N2) c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。

①达到平衡后，仅降低温度，k正减小的倍数_(填“>”、“<”或“=”)k逆减小的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为20%，则=__(计算结果用分数表示)

Answer 1

【答案】2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g) ΔH=-111kJ/mol 0.042 减小 BC 1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 4 <

【解析】

根据ΔH=生成物的总键能-反应物的总键能计算反应热，进而写出热化学反应方程式；根据v=计算；根据30min后，氧气、二氧化碳的浓度都增大，改变的条件可为加入氧气或适当缩小容器的体积等；根据在1050 kPa时反应达到平衡，在1050 kPa前，温度升高对化学反应速率及反应进行的方向分析判断；根据在1100kPa时NO转化率40%，结合三行计算列式得到。

(1)根据题干信息可知，Cl2和NO在通常条件下反应制得亚硝酰氯(Cl—N=O)气体，反应方程式为2NO(g)+C12(g)2C1NO(g)，反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(2×630+243)-(2×200+2×607)=-111kJ/mol，故答案为：2NO(g)+Cl2(g)=2NOCl(g) ΔH=-111kJ/mol；

(2)①在0~10min内，Δc(CO2)=0.42mol/L，根据v=，CO2的化学反应速率v(CO2)==0.042mol/(Lmin)，正反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，故化学平衡常数K减小，故答案为：0.042；减小；

②30min后，氧气、二氧化碳的浓度都增大，可为加入氧气或适当缩小容器的体积等，故答案为：BC；

(2)①由图像可知，当温度高于1050K时，随着温度升高，NO的转化率降低，则平衡逆向移动，因此该反应的正反应为放热反应，即ΔH<0，1050kPa前，反应b中NO2转化率随着温度升高而增大是由于1050kPa前反应未达平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，更多的反应物变为生成物，因此NO2转化率随温度的升高而增大，故答案为：1050K前反应未达到平街状态，温度的升高，反应速率加快，NO转化率增大；

②由图像可知，在1050K、1.1×106Pa时，NO转化率80%，可列平衡三段式为：

由于容器的容积不变，因此气体的物质的量的比等于气体压强之比，可知平衡时p(NO)=0.2p(总)，p(N2)=0.4 p(总)，p(CO2)=0.4 p(总)，则用平衡分压表示的化学平衡常数

，故答案为：4；

(4)①正反应为放热反应，升高温度平衡向左移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，故答案为：<；

②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为20%，可列平衡三段式为：

则平衡常数，当反应达到平衡时，υ正=υ逆，故，故答案为：。