Question

【題目】節(jié)能減排措施是我國“十一五”期間提出的政策措施。

(1)煤的燃燒，會產(chǎn)生大量有害氣體。將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣，可有效降低排放。

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5 kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H=－242.0kJ·mol－1

CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2的熱化學(xué)方程式___________。

(2)汽車尾氣的排放是大氣污染物的重要來源，其中含有NO氣體。根據(jù)資料顯示用活性炭還原法可以處理氮氧化物，某硏究小組向固定容積的密閉容器中加入一定量的活性炭和NO發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=－574kJ·mol－1，并在溫度T時將所測反應(yīng)數(shù)據(jù)制成下表：

①0到10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=___________mol·L－1·min－1。

②下列數(shù)據(jù)不再變化可表示該反應(yīng)達(dá)到平衡的是___________。

a.容器內(nèi)壓強(qiáng) b．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量 c．混合氣體的密度

③若容器改為可變?nèi)莘e容器，達(dá)平衡后改變某一條件，一段時間后，反應(yīng)再次達(dá)到原平衡，請寫出可能改變的條件是___________(任寫一種)。

(3)在某溫度T時能同時發(fā)生反應(yīng)：

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) K1

N2O4(g)2NO2(g) K2

若向一體積固定為2L的密閉容器內(nèi)加入N2O52mol，一段時間后，容器內(nèi)的反應(yīng)達(dá)到平衡，此時n(NO2)=0.4mol，已知K2=0.1，請計算出K1=___________。

(4)一定條件下，將汽車尾氣通入到氫氧化鈉溶液，尾氣中氮的氧化物可以轉(zhuǎn)化為亞硝酸鈉，工業(yè)上可以用亞硝酸鈉來制備亞硝酸。已知，25℃時亞硝酸(HNO2)、亞硫酸(H2SO3)的電離平衡常數(shù)分別如下：

	Ka1	Ka2
亞硝酸（HNO2）	7.1×10-4
亞硫酸（H2SO3）	1.54×10-2	1.02×10-7

請回答下列問題

①常溫下，將0.1mol·L－1的亞硝酸稀釋100倍，c(H+)將___________(填“不變”、增大”、“減小”)；Ka值將(填“不變”、“增大”、“減小”)___________。

②下列離子方程式能發(fā)生的是___________(填字母)。

a．NO2－+SO2+H2O=HNO2 +HSO3－ b． 2HNO2+SO32－=2NO2－+SO2↑+H2O

c．2NO2－+SO2 +H2O=2HNO2 +SO32－ d． HNO2+SO32－= NO2－+ HSO3－

Answer 1

【答案】C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1 0.048 bc 加圧或減壓或增加NO濃度等 0.16 減小 不變 ad

【解析】

(1)利用蓋斯定律求反應(yīng)熱；

(2) ①反應(yīng)速率的求解，利用公式；

②平衡狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，抓住變化的量不變，即可表示平衡；

③氣體體積不變的反應(yīng)的等效平衡；

(3)三等式求平衡常數(shù)；

(1)C(s)與H2O(g)的反應(yīng)方程式為C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)，該反應(yīng)等于反應(yīng)①－②－③，△H=△H1－△H2－△H3=-393.5-（-242.0）-（-283.0）kJ·mol－1=＋131.5kJ·mol－1；答案為C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.5kJ·mol－1；

(2) ①0到10min內(nèi),NO的濃度從1mol·L－1降低到了0.52mol·L－1，降低了0.48mol·L－1，，答案為0.048；

②容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)，a.C是固體，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變。在相同條件下，物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比,氣體的物質(zhì)的量不變，則壓強(qiáng)一直都沒有變，因此a不能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡；b.，由于C是固體，氣體的總質(zhì)量發(fā)生變化，所以平均摩爾質(zhì)量發(fā)生變化，當(dāng)它不變的時候，說明平衡，b符合要求；c.,由于C是固體，氣體的總質(zhì)量發(fā)生變化，所以密度發(fā)生變化，當(dāng)它不變的時候，說明平衡,c符合要求。答案為bc；

③若容器變?yōu)槿莘e可變的容器，但是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)的改變不會影響平衡的移動，所以可以改變壓強(qiáng)，壓縮體積或者擴(kuò)大體積；另外C是固體，增大反應(yīng)物NO的濃度，平衡正向移動，達(dá)平衡后與原平衡等效，平衡不移動，答案：加圧或減壓或增加NO濃度等；

(3) 體積為2L，n(NO2)=0.4mol，c(NO2)=0.2mol·L－1。已知K2=0.1，， 則c(N2O4)=0.4mol·L－1， n(N2O4)=0.8mol。為了生成NO2 0.4mol，需要消耗N2O4為0.2mol，加上剩余的N2O4，則N2O5分解一共生成了1molN2O4，生成N2O5和O2的比例為2：1，則生成的氧氣為0.5mol。

2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)

開始的物質(zhì)的量 2 0 0

轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量 1 1 0.5

平衡的物質(zhì)的量 1 0.8 0.5

體積為2L，

答案為0.16；

(4) ①加水稀釋，雖然能促進(jìn)電離，但是離子濃度還是比原來的小，稀釋后，溫度沒有發(fā)生改變，電離平衡常數(shù)不變，答案為減小 不變；

②通過亞硝酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)的對比，HNO2、H2SO3、HSO3－的酸性排序為H2SO3>HNO2>HSO3－；反應(yīng)為強(qiáng)酸制弱酸。a.SO2和H2O反應(yīng)生成H2SO3，與NO2－反應(yīng)，生成HNO2和HSO3－，HNO2的酸性比HSO3－的強(qiáng)，a正確；b.HNO2的酸性比H2SO3的弱，不能弱酸制取強(qiáng)酸，b錯誤；c.產(chǎn)物中HNO2會與SO32－反應(yīng)生成HSO3－，c項錯誤，d正確；答案選ad。