Question

【題目】汽車(chē)尾氣中的主要污染物是 NO、NO2 和 CO。處理汽車(chē)尾氣，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排。

(1)用 NaOH 溶液吸收 NO、NO2，當(dāng) n(NO)∶n(NO2)＝1 時(shí)只生成一種鹽，該鹽的化學(xué)式為 _________ 。

(2)已知：①CO 的燃燒熱△H1＝－282 kJ·mol－1；

②N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H2＝＋183 kJ·mol1。

寫(xiě)出 NO 和 CO 反應(yīng)生成無(wú)污染性氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式______________________。

(3)在密閉容器中充入 10molCO 和 8molNO，發(fā)生反應(yīng)，如圖為平衡時(shí) NO 的體積分?jǐn)?shù)與溫度，壓強(qiáng)的關(guān)系。

①若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，下列圖像正確且能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____。

A B C D

②該反應(yīng)達(dá)到平衡后，為在提高反應(yīng)速率的同時(shí)提高 NO 的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有_____(填字母)。

A．升高溫度 B．縮小容器的體積

C．增加 CO 的濃度 D．改用高效催化劑

③在壓強(qiáng)為 10MPa、溫度為 T1 條件下，若反應(yīng)進(jìn)行到 20 min 達(dá)到平衡狀態(tài)，容器的體積為 4 L，則此時(shí) NO 的轉(zhuǎn)化率＝________________ ，用 N2 的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率 v(N2)＝ _______________，該溫度下平衡常數(shù) Kp＝___________________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)；保留兩位有效數(shù)字)。

④若在 M 點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器降溫，同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大，重新達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)可能是圖中 A～F 點(diǎn)中的_____點(diǎn)。

Answer 1

【答案】NaNO22CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H＝－747 kJ·moL－1ADBC50%0.025 mol·L－1·min－10.089F

【解析】

（1）用 NaOH 溶液吸收 NO、NO2，當(dāng) n(NO)∶n(NO2)＝1 時(shí)只生成一種鹽，NO中N為+2價(jià)，NO2中N為+4價(jià)，因此鹽中N的化合價(jià)為+3價(jià)，故鹽為NaNO2；

（2）NO 和 CO 反應(yīng)生成無(wú)污染性氣體，則生成氮?dú)夂投�氧化碳，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)，①CO 的燃燒熱△H1＝－282 kJ·mol－1，即2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) △H1＝－564 kJ·mol－1，②N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)△H2＝＋183 kJ·mol1，由蓋斯定律得，目標(biāo)方程=①-②，2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=△H1-△H2=－747 kJ·moL－1；

（3）①A、平衡時(shí)氮?dú)獾陌俜趾�量不變，說(shuō)明氮?dú)獾臐舛炔蛔儯�因此能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；

B、反應(yīng)的焓變與是否平衡無(wú)關(guān)，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C、2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)反應(yīng)前后均為氣體，氣體密度一直保持不變，故C錯(cuò)誤；

D、一氧化碳的濃度保持不變，能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，故D正確；

綜上說(shuō)述，本題應(yīng)選AD；

②A、由熱化學(xué)方程式2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=－747 kJ·moL－1可知，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率增加，但平衡逆向移動(dòng)，故A不符合題意；

B、由熱化學(xué)方程式2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=－747 kJ·moL－1可知，正反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，縮小容器的體積，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增加，平衡正向移動(dòng)，NO轉(zhuǎn)化率增加，故B符合題意；

C、增加 CO 的濃度，反應(yīng)速率增加，且平衡正向移動(dòng)，故C符合題意；

D、加入催化劑可加快反應(yīng)速率，但不能影響化學(xué)平衡，故D不符合題意；

綜上說(shuō)述，本題應(yīng)選BC；

③由圖可知，在壓強(qiáng)為 10MPa、溫度為 T1 條件下，若反應(yīng)進(jìn)行到 20 min 達(dá)到平衡狀態(tài)，為圖中D點(diǎn)狀態(tài)，NO的體積分?jǐn)?shù)為25%，

設(shè)平衡時(shí)NO 轉(zhuǎn)化了xmol

2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)

起始物質(zhì)的量（mol） 10 8 0 0

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量（mol） x x 1/2x x

平衡物質(zhì)的量（mol） 10-x 8-x 1/2x x

NO的體積分?jǐn)?shù)為25%=（8-x）/（10-x+8-x+1/2x+x）,解得x=4mol，則NO的轉(zhuǎn)化率為4mol/8mol×100%=50%；v(N2)=；該溫度下平衡常數(shù) Kp= ；

④由熱化學(xué)方程式2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=－747 kJ·moL－1可知，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，因此若在 M 點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器降溫，同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大，重新達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)可能是圖中F點(diǎn)。