Question

【題目】霧霾的形成與汽車尾氣和燃煤有直接的關(guān)系，新近出版的《前沿科學》雜志刊發(fā)的中國環(huán)境科學研究院研究員的論文《汽車尾氣污染及其危害》，其中系統(tǒng)地闡述了汽車尾氣排放對大氣環(huán)境及人體健康造成的嚴重危害。

（1）用SO2氣體可以消除汽車尾氣中NO2， 已知NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。一定條件下,將NO2與SO2以物質(zhì)的量比1∶2置于體積為1L 密閉容器中發(fā)生上述反應,測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1∶6,則平衡常數(shù)K=____。

（2）目前降低尾氣中的NO和CO可行方法是在汽車排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器。NO和CO在催化轉(zhuǎn)換器中發(fā)生反應：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1。在25℃和101kPa下，將2.0mol NO、2.4mol氣體CO通入到固定容積為2L的容器中，反應過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖所示：

①有害氣體NO的轉(zhuǎn)化率為________。

②20min時，若改變反應條件，導致CO濃度減小，則改變的條件可能是_____（選填序號）。

a．縮小容器體積 b．增加CO的量 c．降低溫度 d．擴大容器體積

（3）消除汽車尾氣中NO2也可以用CO，已知2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；CO的燃燒熱△H=－c kJ·mol-1。寫出消除汽車尾氣中NO2的污染時，NO2與CO的反應的熱化學反應方程式 ____________________。

（4）已知NH3·H2O的Kb=2.0 ×10-5

①求0.10 mol/L的 NH3·H2O的c(OH-)=______________mol/L

②若向其中加入固體NH4Cl，使c(NH4+)的濃度達到0.20 mol/L，則c(OH-)=______mol/L。

Answer 1

【答案】 2.67(8/3) 40% c d 4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g) △H=－a+b-2c kJ·mol-1 1.4×10-3 1 ×10-5

【解析】試題分析：（1）利用“三段式”計算NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) 的平衡常數(shù)；（2）①有害氣體NO的轉(zhuǎn)化率=NO的變化量÷NO的初始量×100%；②根據(jù)影響化學平衡的因素進行判斷；（3）根據(jù)蓋斯定律計算NO2與CO的反應熱；（4）根據(jù)Kb= 2.0 ×10-5計算c(OH-)；

解析：（1）將NO2與SO2以物質(zhì)的量比1∶2置于體積為1L 密閉容器中，設(shè)開始時NO2的濃度為amol/L，則SO2的濃度為2amol/L；NO2濃度變化為xmol/L；

(a-x) mol/L：(2a-x) mol/L=1：6；

x=0.8a

；

（2）①將2.0mol NO、2.4mol氣體CO通入到固定容積為2L的容器中，NO、CO的濃度分別是1 mol/L、1.2mol/L，根據(jù)圖示，平衡時CO濃度的變化量為0.4 mol/L，則有害氣體NO的濃度變化量是0.4 mol/L，NO的轉(zhuǎn)化率是 ；

②a．縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，但平衡時CO濃度大于第一次平衡濃度，故a錯誤； b．增加CO的量，平衡向正反應方向移動，但CO的濃度增大，故b錯誤； c．降低溫度，平衡向正反應方向移動，則CO的濃度減小，故c正確；d．擴大容器體積，壓強減小，平衡向逆反應方向移動，但平衡時CO濃度小于第一次平衡濃度，故d正確；

(3）CO的燃燒熱△H=－c kJ·mol-1，即①CO(g)＋O2(g)= CO2(g)△H=－c kJ·mol-1 。

② 2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；

③ 2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1；

根據(jù)蓋斯定律，③－②＋①×2得 4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g) △H=－a+b-2c kJ·mol-1；

（4）①根據(jù)Kb= ，c(OH-)=1.4×10-3；

②若向其中加入固體NH4Cl，氯化銨抑制氨水電離， 接近0.1mol/L，根據(jù)=2.0 ×10-5， 2.0 ×10-5， c(OH-)=1×10-5。