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【题目】“绿水青山就是金山银山”,研究NO2、NO、CO等大气污染物处理对建设美丽中国具有重要意义。

(1) 已知: ①NO2+COCO2+NO 该反应的平衡常数为K1(下同)

每1mol 下列物质分解为气态基态原子消耗能量分别为

NO2

CO

CO2

NO

812kJ

1076kJ

1490kJ

632kJ

②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+ 179.5 kJ /mol K2

③2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3

试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式_______________________以及此热化学方程式的平衡常数K=________(用K1、 K2、K3表示)

(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2,某温度下,在1L密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,此时容器的压强为1个大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的,则反应开始到平衡时CO的平均反应速率v(CO)=___________。

若此温度下,某时刻测得NO2、CO、CO2、N2的浓度分别为amo/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L,要使反应向逆反应方向进行,a的取值范围__________。

【答案】 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol K = 0.008mol/(L·s) 0≤a<0.8(或a<0.8)

【解析】(1)①根据焓变=反应物总键能-生成物总键能,则反应NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)△H1=(812+1076-1490-632)kJ/mol=234kJ/mol,②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+179.5kJ/mol,③2NO(g)+ O2(g)2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol,根据盖斯定律,由③+①×2-②得反应2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=△H3+△H1×2-△H2 =-112.3kJ/mol+(-234kJ/mo1)×2-179.5kJ/mol =-759.8kJ/mol,当总反应式相加时平衡常数相乘、相减时相除、成倍时为幂,则平衡常数K=,故答案为:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol; ;

(2)设达到平衡时NO2的浓度改变x,

2NO2 + 4CO4CO2 + N2

起始浓度(mol/L):0.1 0.2 0 0

改变浓度mol/L): x 2x 2x 0.5x

平衡浓度(mol/L):0.1-x 0.2-2x 2x 0.5x

故=,解得x=0.02mo/L,v(CO)= =0.008mol/(L·s);K==,若此温度下,某时刻测得NO2、CO、CO2、N2的浓度分别为amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L,要使反应向逆反应方向进行,则Qc==<K=,解得a<0.8,a的取值范围为0a<0.8,故答案为:0.008mol/(L·s);0≤a<0.8(或a<0.8)。

练习册系列答案
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(1)若A装置中固体药品为KMnO4,产生标况下3.36L氯气时,被氧化的HCl的物质的量为___。

(2)装置B的作用是_____________。

(3)装置C的作用是探究氯气与Na2S溶液反应。反应开始后,观察到C中产生黄色沉淀。写出该反应的化学方程式_____________。

(4)装置D的作用是验证氯气是否具有漂白性,I处是湿润的有色布条,则II、III处应加入的物质分别是__________、____________。

【探究与反思】

按图中设计装置进行实验,甲同学观察到C中先产生黄色沉淀。但是长时间通入氯气后,溶液又变澄清,该同学思考后设计如下实验检验C中生成物的成分。

实验操作步骤:

①取少量原Na2S溶液于小试管中,滴加BaCl2溶液,无明显现象;

②取少量反应后C中澄清溶液于小试管中,滴加过量的盐酸,无气泡冒出,再滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。

(5)该同学根据实验现象得出结论:装置C 中生成的含硫元素的物质是______ (填化学式)。推测过量的氯气与Na2S溶液反应的离子方程式为________________。

(6)请用离子方程式说明装置E的作用______________。

(7)乙同学认真思考后认为装置E中的试剂不合理。请用离子方程式和必要的文字解释原因:________________________________。

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