Question

加强汽车尾气、燃煤企业废气的监测和处理，对于减少雾霾具有重要意义。

（1）利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度，其装置如下图所示。该电池中O^2-可以在固体介质NASICON（固溶体）内自由移动，工作时O^2-的移动方向_____（填“从a到b”或“从b到a”），负极发生的电极反应式为_______________________。

（2）汽车尾气的主要污染物为NO，用H₂催化还原NO可以达到消除污染的目的。

已知：2NO(g)N₂(g)+O₂(g)   △H=﹣180.5kJ•mol^﹣1

2H₂O(l) = 2H₂(g)+O₂(g)  △H= +571.6kJ•mol^﹣1

则H₂（g）与NO（g）反应生成N₂（g）和H₂O（l）的热化学方程式是_________________________________________________。

（3）上述消除过程中第一步反应起决定作用，某研究小组模拟研究如下：向1L恒容密闭容器中充入a mol NO，其浓度与温度和时间的关系如图所示

①T₂下，在0～t₁时间内，ν（O₂）=           mol•L^﹣1•min^﹣1；反应N₂（g）+O₂（g） 2NO（g）平衡常数K=        （用相关字母表示）。

②该反应进行到M点放出的热量         进行到W点放出的热量 （填”大于” ”小于”或’等于”）；M点时再加入一定量NO，平衡后NO的转化率        （填”变大” ”变小”或’不变”）

③反应开始至达到平衡的过程中，容器中下列各项发生变化的是        （填序号）．

a．混合气体的密度     

b．混合气体的压强   

c．逆反应速率   

d．单位时间内，N₂和NO的消耗量之比    

e．气体的平均相对分子质量

（4）工业上用氨水吸收废气中的SO₂。已知NH₃·H₂O的电离平衡常数K_b=1.8×10^-5mol·L^-1 H₂SO₃的电离平衡常数K_a1=1.2×10^-2mol·L^-1  K_a2=1.3×10^-8mol·L^-1。在通入废气的过程中

①当恰好形成正盐时，溶液中离子浓度的大小关系为______________________________。

②当恰好形成酸式盐时，加入少量NaOH溶液，反应的离子方程式为________________。

Answer

（1）从b到a；CO+O2--2e-═CO2，；

（2）2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-752.1kJ•mol-1

（3）①；；②小于；不变；③cd

（4）①c（NH4+）＞c（SO32-）＞c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（H+）;②HSO3-+OH-=H2O+SO32-

【解析】

试题分析：（1）工作时电极b作正极，O2-由电极b流向电极a；该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO+O2--2e-═CO2，故答案为：从b到a；CO+O2--2e-═CO2，；

（2）由①2NO（g）=N2（g）+O2（g）△H=-180.5kJ•mol-1

②2H2O（l）=2H2（g）+O2（g）△H=+571.6kJ•mol-1

据盖斯定律，①-②得：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-752.1kJ•mol-1，

故答案为：2H2（g）+2NO（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=-752.1kJ•mol-1

（3）①根据图像，T2下，在0～t1时间内，ν（NO）=mol•L﹣1•min﹣1，ν（O2）=mol•L﹣1•min﹣1；

反应2NO（g）N2（g）+O2（g）

起始 a 0 0

反应 a-m

平衡 m

平衡常数K＇==，

则N2（g）+O2（g） 2NO（g）平衡常数K==，故答案为：；；

②由于2NO（g）N2（g）+O2（g）△H=-180.5kJ•mol-1，反应放热，放出的热量与反应的一氧化氮的物质的量成正比，W点c（NO）浓度小，反应的一氧化氮多，因此M点放出的热量小于进行到W点放出的热量；M点时再加入一定量NO，相当于增大压强，增大压强，平衡不移动，平衡后NO的转化率不变，故答案为：小于；不变；

③反应开始至达到平衡的过程中，a．容器的体积不变，气体的质量不变，混合气体的密度不变；b．该反应是一个气体体积不变的反应，反应前后混合气体的压强不变；c．逆反应速率开始时逆反应速率为0，随着反应的进行，生成物的浓度逐渐增大，逆反应速率逐渐增大；d．在平衡之前，正反应速率大于你反应速率，N2的消耗量小于NO的消耗量；e．气体的物质的量不变，气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变；故选cd：

（4）①正盐为亚硫酸铵，在亚硫酸铵溶液中，由于Kb＞Ka2，故亚硫酸根离子水解程度大于铵根离子，因此c（NH4+）＞c（SO32-）、c（OH-）＞c（H+），由亚硫酸根离子的两步水解可知c（OH-）＞c（HSO3-），碱性溶液c（H+）最小；故答案为：c（NH4+）＞c（SO32-）＞c（OH-）＞c（HSO3-）＞c（H+）；

②亚硫酸氢钠中加入少量NaOH溶液，反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为HSO3-+OH-=H2O+SO32-。

考点：考查了燃料电池；盖斯定律书写热化学方程式的相关知识。