Question

【題目】近幾年我國大面積發(fā)生霧霾天氣，2.5微米以下的細顆粒物(PM2.5)是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍首”。空氣中的CO、SO2、NOx等污染氣體會通過大氣化學(xué)反應(yīng)生成PM2.5顆粒物。

（1）已知：2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1= -221.0 kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO (g) ΔH2= +180.5 kJ/mol

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3= -746.0 kJ/mol

用焦炭還原NO生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為_________________________________。

（2）已知由CO生成CO2的化學(xué)方程式為CO＋O2CO2＋O 。其正反應(yīng)速率為v正=k正·c(CO) ·c(O2)，逆反應(yīng)速率為v逆=k逆·c(CO2) ·c(O)，k正、k逆為速率常數(shù)。在2500 K下，k正=1.21×105 L·s-1·mol-1，k逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。則該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_________________________(保留小數(shù)點后一位小數(shù))。

(3)CO2可用來生產(chǎn)燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝___________________ mol·(L·min) －1。

②氫氣的轉(zhuǎn)化率＝________________________。

③下列措施中能使平衡體系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。

A．升高溫度 B．充入0.5 mol CO2 和1.5 mol H2

C．充入He(g)，使體系壓強增大 D．將H2O(g)從體系中分離出去

（4）利用如圖所示電解裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，并用陰極室排出的溶液吸收NO2 。與電源b極連接的電極的電極反應(yīng)式為____________________________________。

（5）NO2在一定條件下可轉(zhuǎn)化為NH4NO3和NH4NO2。相同溫度下，等濃度NH4NO3和NH4NO2兩份溶液，測得NH4NO2溶液中c(NH4+)較小，分析可能的原因________________________。

Answer 1

【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) ΔH=-573.75kJ/mol 0.4 0.225 75% BD HSO3—＋2e—＋2H+ = S2O42—＋2H2O NO2—水解對NH4+的水解起促進作用（或NO2—與NH4+氧化還原產(chǎn)生氮氣）

【解析】

(1)①2C(s)+O2(g)2CO(g)△H1=-221.0kJ/mol，②N2(g)+O2(g)2NO (g)△H2=+180.5kJ/mol，③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H3=-746.0kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，(①+③-②)×得：2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol，故答案為：2NO(g)+C (s)CO2(g)+N2(g) △H=-573.75kJ/mol；

(2)由CO生成CO2的化學(xué)方程式為CO+O2CO2+O．其正反應(yīng)速率為v正=k正c(CO)c(O2)，逆反應(yīng)速率為v逆=k逆c(CO2)c(O)，平衡常數(shù)K====0.4，故答案為：0.4；

(3)①根據(jù)圖像分析可知甲醇變化濃度為0.75mol/L，反應(yīng)速率v(CH3OH)= =0.075mol/(Lmin)，速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，v(H2)=3v(CH3OH) =0.225mol/(Lmin)，故答案為：0.225；

②氫氣的轉(zhuǎn)化率= ×100%=75%，故答案為：75%；

③A．因正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則比值減小，故A錯誤；B．再充入充入0.5mol CO2和1.5mol H2，增大反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則比值增大，故B正確；C．充入He(g)，使體系壓強增大，但對反應(yīng)物質(zhì)來說，濃度沒有變化，平衡不移動，比值不變，故C錯誤；D．將H2O(g)從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方法移動，比值增大，故D正確；故答案為：BD；

(4)依據(jù)圖示可知，陰極上HSO3-得電子生成S2O42-，陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；故答案為：2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O；

(5)相同溫度下等濃度的NH4NO3和NH4NO2兩份溶液，測得NH4NO2溶液中c(NH4+)較小，是因為NO2-是弱酸陰離子水解顯堿性，銨根離子水解顯酸性，二者水解相互促進，故答案為：NO2-水解對NH4+的水解起促進作用。