Question

進入2013年以來，我國中東部地區(qū)多次遭遇大范圍、長時間的霧霾天氣。車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”。       

（1）活性炭可處理大氣污染物NO。在2 L密閉容器中加入NO和活性炭（無雜質(zhì)），生成氣體E和F。當溫度分別在T1和T2時，測得各物質(zhì)平衡時物質(zhì)的量如下表：

物質(zhì)          T/℃     n/mol	活性炭	NO	E	F
初始	2.030	0.10	0	0
T1	2.000	0.040	0.030	0.030
T2	2.005	0.050	0.025	0.025

   ①結(jié)合上表數(shù)據(jù)，寫出NO與活性炭反應的化學方程式                        。

   ②上述反應T1℃時的平衡常數(shù)K1=                  。

   ③根據(jù)上述信息判斷，溫度T1和T2的關系是（填序號）                        。

      a．T1＞T2       b．T1＜T2       c．無法比較

（2）車輛排放的氮氧化物和碳氧化物在催化劑作用下可發(fā)生反應：
2CO+2NO        N2+2CO2   在一體積為1L的密閉容積中，加入0.40mol的CO和0.40mol的NO ，反應中N2的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示，回答下列問題。

              

  ①計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v(N2)=              。

  ②在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡（此時N2的濃度約為

     0.25 mol/L）。請在上圖中畫出第5分鐘末到此平衡時N2濃度的變化曲線。

  (3)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。

  ①煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，在一定條件下，用CH4還原NOX可以消除氮氧化物的污染。

   例如：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　    △H＝－867 kJ/mol

   2NO2(g)     N2O4(g)   △H＝－56.9 kJ/mol

   寫出CH4還原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的熱化學方程式                             。

          ②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用，可達到低碳排放目的。通過人工光合作用，以CO2和H2O為原

           料可以制備HCOOH和O2，計算標況下每回收1.0m3 CO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為             個。

  ③常溫下，0.1mol/L的HCOONa溶液的pH為10，則HCOOH的電離常數(shù)Ka =        。

Answer 1

【知識點】化學反應速率、化學平衡常數(shù)、蓋斯定律

【答案解析】(1)①C+2NON2+CO2   ②9/16  ③C （2）①0.025mol/（L.min)     ②

（3）①CH4(g)+N2O4(g)=N2+2H2O(g)+CO2(g)△H=-810.1KJ/mol  ② 5.4×1025③10-7mol/L  

解析：

(1)①根據(jù)表格中C、NO 、E、F的初始物質(zhì)的量及平衡時物質(zhì)的量之差得到方程式中C、NO 、E、F的系數(shù)分別為1、2、1、1，所以方程式為C+2NON2+CO2

 ②將T1℃時的平衡濃度代入平衡常數(shù)表達式得上述反應T1℃時的平衡常數(shù)K1=0.015×0.015/0.022=9/16  ③由于不知道正反應是吸熱還是放熱，所以無法判斷T1T2的大小。

①v(N2)=0.1mol/L/4min=0.025mol/（L.min)  ②在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，N2的濃度為0.20mol/L，第8分鐘末達到新的平衡（此時N2的濃度約為0.25 mol/L），畫圖即可。

（3）①根據(jù)蓋斯定律，用上面的熱化學方程式減下面的熱化學方程式得：CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)  △H=-810.1KJ/mol 。②標況下每回收1.0m3 CO2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.0×1000/22.4×(4－2)×6.02×1023= 5.4×1025

【思路點撥】本題主要考查化學反應速率、化學平衡常數(shù)、蓋斯定律等知識，理解化學反應速率、化學平衡常數(shù)的意義是關鍵，計算時需認真。