Question

二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也會給大氣帶來嚴重污染，綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究內(nèi)容之一．

（1）汽車尾氣中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂氣體，其中

 

是導(dǎo)致酸雨的主要因素；目前采用的是在汽車排氣裝置中安裝一個凈化器，可以有效的將尾氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化．
如：CO（g）+NO₂（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-akJ?mol^-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1（b＞0）
據(jù)此回答：并寫出該熱化學(xué)方程式

 

（用含有a和b的代數(shù)式表示），若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36升CO還原NO₂至N₂（CO完全反應(yīng)）的整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

 

mol．
（2）一定條件下鐵可以和CO₂發(fā)生反應(yīng)：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）與溫度（T）的關(guān)系如圖甲所示：
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

．
②一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO₂氣體，反應(yīng)過程中CO₂氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖乙所示．8分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率 v（CO）=

 

mol/（L?min）．
③下列措施中能使平衡時c（CO）/c（CO₂）增大的是

 

（填序號）．
A．升高溫度　　　 B．增大壓強　　　 C．充入一定量CO　D．再加入一些鐵粉．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算

專題：

分析：（1）NO₂、SO₂是導(dǎo)致酸雨的主要氣體．
根據(jù)蓋斯定律第一個熱化學(xué)方程式乘以2與第二熱化學(xué)方程式相加構(gòu)造出目標(biāo)熱化學(xué)方程式，據(jù)此計算；
標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36升CO的物質(zhì)的量為0.15mol，CO還原NO₂至N₂，自身被氧化為CO₂，碳元素化合價由+2價升高為+4價，轉(zhuǎn)移電子是CO的2倍；
（2）①根據(jù)反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中各物質(zhì)狀態(tài)及平衡常數(shù)表達式寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K；
②根據(jù)v=

△c

△t

計算8分鐘內(nèi)，CO的平均反應(yīng)速率v（CO）；
③根據(jù)反應(yīng)前后氣體的計量數(shù)之和關(guān)系以及壓強對平衡移動的影響分析；

解答： 解：（1）汽車尾氣中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂氣體，其中NO₂、SO₂是導(dǎo)致酸雨的形成主要氣體．
已知：①CO（g）+NO₂（g）═NO（g）+CO₂（g）△H=-akJ?mol^-1（a＞0）
②2CO（g）+2NO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1（b＞0）
由蓋斯定律可知，①×2+②得到：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-（2a+b）kJ?mol^-1．
標(biāo)準(zhǔn)狀況下的3.36L CO的物質(zhì)的量為

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，反應(yīng)中CO還原NO₂至N₂，自身被氧化為CO₂，碳元素化合價由+2價升高為+4價，所以轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.15mol×（4-2）=0.3mol．
故答案為：NO₂、SO₂；4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-（2a+b）kJ?mol^-1；0.3；
（2）①反應(yīng)Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中，鐵和氧化亞鐵為固體，不影響平衡的移動，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=

c(CO)

c(CO2)

，
故答案為：

c(CO)

c(CO2)

；
②根據(jù)圖乙可知，8分鐘內(nèi)一氧化碳的濃度變化為0.5mol/L，所以CO的平均反應(yīng)速率v（CO）=

0.5mol/L

8min

=0.0625mol/（L?min），
故答案為：0.0625；
③A．該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)進行，c（CO）增大c（CO₂）減小，所以 c（CO）/c（CO₂）的值增大，故A正確；
B．該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體的體積不變，增大壓強平衡不移動，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故B錯誤；
C．恒溫恒容，充入一定量CO，平衡逆向移動，但溫度沒變，所以K=c（CO）/c（CO₂）的值不變，故C錯誤；
D．鐵粉為固體，濃度為定值，增加鐵粉的用量，不影響平衡，c（CO）/c（CO₂）的值不變，故D錯誤；
故答案為：A；

點評：考查反應(yīng)熱的計算、平衡計算等，難度中等，（1）中計算反應(yīng)熱構(gòu)造出目標(biāo)熱化學(xué)方程式是解題關(guān)鍵．