Question

研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

（1）氧化还原法消除NOx的转化如下：

已知：NO(g)+O₃(g)=NO₂(g)+O₂(g)   △H=-200.9kJ/mol

2NO(g)＋O₂(g)=2NO(g)  △H=-116.2kJ/mol

则反应I的热化学方程式为________________。

（2）有人设想将CO按下列反应除去：2CO(g)=2C(s)+O₂(g) △H>0，请你分析该设想能否实现？______（填“是”或“否”) ，依据是_____________。

（3）一定条件下，CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。已知常温时，甲酸的电离平衡常数K_a=1.70×10^-4。

① 甲酸钠的水溶液呈碱性，请用离子反应方程式表示其原因___________。

② 向20mL 0.1mol/L的甲酸钠溶液中滴加10ml 0.1mol/L的盐酸，混合液呈______性（填“酸”或“碱”），溶液中离子浓度从大到小的顺序为______________。

（4）活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO。在2L恒容密闭容器中加入0.1000molNO和2.030mol固体活性炭，生成A、B两种气体，在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如下表：

①该反应的正反应为________(填”吸热”或“放热”)反应。

② 200℃时，平衡后向恒容容器中再充入0.1molNO，再次平衡后，NO的百分含量将_____。（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③计算反应体系在335℃ 时的平衡常数_______。

Answer

3NO(g)+O3(g)===3NO2(g) ΔH=－317.1 kJ·mol-1 否 该反应是焓增、熵减的反应,根据G=ΔH -T·ΔS,G>0 HCOO－＋H2OHCOOH + OH－ 酸 c (Na+)>c(HCOO－)>c (Cl－)>c(H+)>c(OH-) 放热 不变 0.25

【解析】(1)反应ⅠNO(g)和O3(g)根据盖斯定律，①NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H=-200.9kJ/mol，②2NO(g)+O2(g)═2NO(g)△H=-116.2kJ/mol，得目标反应的反应热等于①+②，所以I的热化学方程式为3NO(g)+O3(g)═3NO2(g)△H=-317.1 kJ•mol-1；
(2)根据△G=△H-T•△S判断反应能否自发进行，如果△G＜0，反应能自发进行，△G＞0，反应不能自发进行，2CO(g)=2C(s)+O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应，根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现；
(3)①甲酸钠是强碱弱酸盐，水解呈碱性，所以水溶液呈碱性，离子反应方程式表示其原因HCOO-+H2OHCOOH+OH-；
②向20mL 0.1mol/L的甲酸钠溶液中滴加10ml 0.1mol/L的盐酸，得到等物质的量浓度的甲酸、甲酸钠和氯化钠的混合液，以甲酸的电离为主，溶液呈酸性，溶液中离子浓度从大到小的顺序为c(Na+)＞c(HCOO-)＞c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)；
(4)①温度升高平衡逆向移动，所以正反应是放热反应；      
②由200℃时，各物质的量关系可知，反应方程式为：2NO⇌A+B，两边气体的计量数相等，而平衡后向恒容容器中再充入0.1molNO，相当于增大压强，平衡不移动，所以NO的百分含量将不变；    
③平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应的浓度幂之积，所以K==0.25。