Question

6．霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發(fā)等．
（1）汽車尾氣中的NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑的條件下可凈化．反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO（g）+2CO（ g）?N₂（ g）+2CO₂（g）．
①已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下：

分子式/結(jié)構(gòu)式	NO/N≡O(shè)	CO/C≡O(shè)	CO2/O=C=O	N2/N≡N
化學(xué)鍵	N≡O(shè)	C≡O(shè)	C=O	N≡N
鍵能（KJ/mol）	632	1072	750	946

請計算上述反應(yīng)的△H=-538kJ/mol
②若上述反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進行，并在t．時刻達到平衡狀態(tài)，則下列示意圖不符合題意的是ABC（填選項字母）．（下圖中V_正、K、n、P_總分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和總壓強）

③在T℃下，向體積為10L的恒容密閉容器中通人NO和CO，測得了不同時間時NO和CO的物質(zhì)的量如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
n（NO）/×10-2mol	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
n（CO）/×10-1mol	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

T℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=500，既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動的措施是加壓（寫出一種即可）．
（2）是硫酸工業(yè)釋放出的主要尾氣，為減少對環(huán)境造成的影響，采用以下方法將其資源化利用，重新獲得重要工業(yè)產(chǎn)品硫化鈣．

①寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂．
②反應(yīng)中每生成1mol硫化鈣理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8N_A．
③為充分利用副產(chǎn)品CO，設(shè)計電解CO制備CH₄和W，工作原理如圖所示，生成物W是NaHCO₃，其原理用電解總離子方程式解釋是4CO+3CO₃^2-+5H₂O=6HCO₃^-+CH₄↑．

Answer 1

分析 （1）①化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物舊鍵斷裂吸收的能量和產(chǎn)物中新鍵生成釋放的能量之差，據(jù)此回答計算；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；
③依據(jù)平衡常數(shù)概念是利用生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，代入平衡濃度即可計算出平衡常數(shù)；根據(jù)影響反應(yīng)速率和平衡移動的因素來回答；
（2）①由流程可知，I中發(fā)生2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，硫酸鈣中加入碳反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaSO₄+4C=CaS+4CO↑；
②依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系和氧化還原反應(yīng)電子守恒計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
③由此電解原理可知，陽極失去電子生成二氧化碳氣體，加入碳酸鈉，碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，陰極CO得到電子生成甲烷氣體，據(jù)此解答即可．

解答 解：（1）①化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物舊鍵斷裂吸收的能量和產(chǎn)物中新鍵生成釋放的能量之差，所以2NO（g）+2CO（ g）?N₂（ g）+2CO₂（g）的△H=（2×632+1072×2）-（750×4+946）kJ/mol=-538kJ/mol，
故答案為：-538；
②A、t₁時正反應(yīng)速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B、平衡常數(shù)只受溫度的影響，反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進行，K始終不變，故B錯誤；
C、t₁時二氧化碳和一氧化氮的物質(zhì)的量還在變化，說明正逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和變化，所以總壓不變的狀態(tài)達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故選ABC；
③NO和CO反應(yīng)生成CO₂和N₂，反應(yīng)方程式為：
                2NO+2CO?2CO₂ +N₂
起始濃度：1×l0^-2 3.6×l0^-2  0    0
轉(zhuǎn)化濃度：0.9×l0^-2 0.9×l0^-2 0.9×l0^-2 0.45×l0^-2
平衡濃度：0.1×l0^-2 2.7×l0^-2 0.9×l0^-2 0.45×l0^-2
反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{（0.45×1{0}^{-2}）（0.9×1{0}^{-2}）^{2}}{（0.1×1{0}^{-2}）^{2}（2.7×1{0}^{-2}）^{2}}$=500，加壓既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動，
故答案為：500；加壓；
（2）①由流程可知，I中發(fā)生2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂，
故答案為：2CaCO₃+O₂+2SO₂=2CaSO₄+2CO₂；
②硫酸鈣中加入碳反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，硫元素化合價+6價變化為-2價，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)8mol，所以反應(yīng)中每生成1mol硫化鈣理論上轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8mol，即為8N_A，
故答案為：8N_A
③由此電解原理可知，陽極失去電子生成二氧化碳氣體，加入碳酸鈉，碳酸鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鈉，陰極CO得到電子生成甲烷氣體，據(jù)此離子反應(yīng)方程式為：4CO+3CO₃^2-+5H₂O=6HCO₃^-+CH₄↑，
故答案為：NaHCO₃；4CO+3CO₃^2-+5H₂O=6HCO₃^-+CH₄；

點評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)的計算以及影響反應(yīng)速率的因素等知識，題目難度中等．