Question

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。  

（1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。

已知：① N₂(g) + O₂(g) 2NO(g)  △H₁＝+180.5 kJ·mol^-1

② C和CO的燃烧热（△H）分别为-393.5 kJ·mol^-1和-283 kJ·mol^-1

则2NO(g) + 2CO(g) N₂(g) + 2CO₂(g)的△H ＝             kJ·mol^-1

（2）将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。

①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=_______________ mol·L^﹣1·min^﹣1 (保留两位有效数字）；第12 min时改变的反应条件可能为________。

A．升高温度    B．加入NO    C．加催化剂    D．降低温度

②该反应在第24 min时达到平衡状态，CO₂的体积分数为__________（保留三位有效数字），化学平衡常数K=___________（保留两位有效数字）。

（3）烟气中的SO₂可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na₂SO₃和NaHSO₃混合溶液，且所得溶液呈中性，该溶液中c(Na^＋)=                        （用含硫微粒浓度的代数式表示）。

（4）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的CO₂转化成HCOOH和O₂。已知常温下0.1 mol·L^﹣1的HCOONa溶液pH =10，则HCOOH的电离常数=___________________。

Answer

（1）-746.5 （2）①4.4×10-3 D ②22.2% 3.4 L/mol（3）2c(SO)+c(HSO)（4）1.0×10-7

【解析】

试题分析：（1）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1=+180.5kJ•mol-1

②C的燃烧热（△H）为-393.5kJ•mol-1，热化学方程式为C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1；③C0的燃烧热283kJ•mol-1 ，热化学方程式为CO（g）+1/2 O2（g）=CO2（g）△H=-283kJ•mol-1；依据盖斯定律计算③×2-①得到，2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）的△H=-746.5KJ/mol。）①图象分析一氧化碳浓度变化=0.10mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，CO在0-9min内的平均反应速率v（CO）=0.04/9= 4.4×10-3，第12min时，一氧化碳和一氧化氮浓度减小，浓度增大说明平衡正向进行；A．反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，故A不符合； B．加入NO，平衡正向进行，一氧化氮浓度大于原平衡，故B不符合； C．加催化剂改变反应速率不改变化学平衡，故C不符合； D．反应是放热反应，降低温度，平衡正向进行，故D符合；改变的反应条件可能是降低温度。②该反应在第24min时达到平衡状态，平衡浓度c（N2）=0.03mol/L，c（NO）=0.14mol/L，c（CO）=0.04mol/L，依据化学平衡三段式列式计算

2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）

起始量（mol/L） 0.2 0.1 0 0

变化量（mol/L） 0.06 0.06 0.03 0.06

平衡量（mol/L） 0.14 0.04 0.03 0.06

CO2的体积分数=0.06/（0.104+0.04+0.03+0.06）=22.2%，平衡常数K=（0.062×0.03）/（0.142×0.042）=3.4

（3）烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液，且所得溶液呈中性，依据溶液中电荷守恒分析，c（Na+）+c（H+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）+c（OH-），c（H+）=c（OH-），得到（Na+）=2c（SO32-）+c（HSO3-）。（4）常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液pH为10，溶液中存在HCOO-水解HCOO-+H2O⇌HCOOH+OH-，故Kh=（10-4×10-4）/（0.1-10-4）=10-7，则HCOOH的电离常数Ka=Kw/Kh=10-14/10-7=1.0×10-7。

考点：热化学方程式，物质的量或浓度随时间的变化曲线，化学平衡的计算，弱电解质在水溶液中的电离平衡