Question

【題目】霧霾的形成與汽車尾氣和燃煤有直接的關系，新近出版的《前沿科學》雜志刊發的中國環境科學研究院研究員的論文《汽車尾氣污染及其危害》，其中系統地闡述了汽車尾氣排放對大氣環境及人體健康造成的嚴重危害。

（1）用SO2氣體可以消除汽車尾氣中NO2， 已知NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。一定條件下,將NO2與SO2以物質的量比1∶2置于體積為1L 密閉容器中發生上述反應,測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1∶6,則平衡常數K=____。

（2）目前降低尾氣中的NO和CO可行方法是在汽車排氣管上安裝催化轉化器。NO和CO在催化轉換器中發生反應：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1。在25℃和101kPa下，將2.0mol NO、2.4mol氣體CO通入到固定容積為2L的容器中，反應過程中部分物質的濃度變化如圖所示：

①有害氣體NO的轉化率為________。

②20min時，若改變反應條件，導致CO濃度減小，則改變的條件可能是_____（選填序號）。

a．縮小容器體積 b．增加CO的量 c．降低溫度 d．擴大容器體積

（3）消除汽車尾氣中NO2也可以用CO，已知2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；CO的燃燒熱△H=－c kJ·mol-1。寫出消除汽車尾氣中NO2的污染時，NO2與CO的反應的熱化學反應方程式 ____________________。

（4）已知NH3·H2O的Kb=2.0 ×10-5

①求0.10 mol/L的 NH3·H2O的c(OH-)=______________mol/L

②若向其中加入固體NH4Cl，使c(NH4+)的濃度達到0.20 mol/L，則c(OH-)=______mol/L。

Answer 1

【答案】 2.67(8/3) 40% c d 4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g) △H=－a+b-2c kJ·mol-1 1.4×10-3 1 ×10-5

【解析】試題分析：（1）利用“三段式”計算NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) 的平衡常數；（2）①有害氣體NO的轉化率=NO的變化量÷NO的初始量×100%；②根據影響化學平衡的因素進行判斷；（3）根據蓋斯定律計算NO2與CO的反應熱；（4）根據Kb= 2.0 ×10-5計算c(OH-)；

解析：（1）將NO2與SO2以物質的量比1∶2置于體積為1L 密閉容器中，設開始時NO2的濃度為amol/L，則SO2的濃度為2amol/L；NO2濃度變化為xmol/L；

(a-x) mol/L：(2a-x) mol/L=1：6；

x=0.8a

；

（2）①將2.0mol NO、2.4mol氣體CO通入到固定容積為2L的容器中，NO、CO的濃度分別是1 mol/L、1.2mol/L，根據圖示，平衡時CO濃度的變化量為0.4 mol/L，則有害氣體NO的濃度變化量是0.4 mol/L，NO的轉化率是 ；

②a．縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，但平衡時CO濃度大于第一次平衡濃度，故a錯誤； b．增加CO的量，平衡向正反應方向移動，但CO的濃度增大，故b錯誤； c．降低溫度，平衡向正反應方向移動，則CO的濃度減小，故c正確；d．擴大容器體積，壓強減小，平衡向逆反應方向移動，但平衡時CO濃度小于第一次平衡濃度，故d正確；

(3）CO的燃燒熱△H=－c kJ·mol-1，即①CO(g)＋O2(g)= CO2(g)△H=－c kJ·mol-1 。

② 2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；

③ 2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1；

根據蓋斯定律，③－②＋①×2得 4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g) △H=－a+b-2c kJ·mol-1；

（4）①根據Kb= ，c(OH-)=1.4×10-3；

②若向其中加入固體NH4Cl，氯化銨抑制氨水電離， 接近0.1mol/L，根據=2.0 ×10-5， 2.0 ×10-5， c(OH-)=1×10-5。