Question

【題目】碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的處理與利用是世界各國研究的熱點問題。消除汽車尾氣中的NO、CO，有利于減少PM2.5 的排放。已知如下信息:

①2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H1=- 748kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-565kJ/mol

（1）在一定條件下N2和O2會轉化為NO，寫出該反應的熱化學方程式：______________。

（2）為研究不同條件對反應的影響，在恒溫條件下，向2L 恒容密閉容器中加入0.2moINO 和0.3moICO，在催化劑存在的條件下發生反應①，10min 時反應達到平衡，測得10min 內v(NO)=7.5×10-3mol/(Lmin)，則平衡后CO 的轉化率為_______________。

（3）其他條件相同，t min 時不同溫度下測得NO 的轉化率如圖( I)所示。A 點的反應速率v正___(填“>”、“<”或“=”)v逆，A、B兩點反應的平衡常數較大的是_______(填“A”或“B”)，理由是__________________。

（4）已知常溫下: Ka(HNO2)=7.1×10-4mol/L；Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5mol/L。0.1mol/LNH4NO2溶液中離子濃度由大到小的順序是_________，常溫下NO2-水解反應的平衡常數K=____。

（5）人工光合作用能夠借助太陽能用CO2和水制備化學原料，圖(II )是通過人工光合作用制備HCOOH 的原理示意圖，請寫出催化劑b處的電極反應式:______________。

Answer 1

【答案】 N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+183kJ/mol 50% > A 正反應為放熱反應，溫度升高，平衡向左移動，K變小 c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 1.4×10-11 CO2+2e-+2H+=HCOOH

【解析】（1）①2CO（g）+2NO（g）2CO2（g）+N2（g）△H1=-748kJ·mol-1，

②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-565kJ·mol-1在一定條件下N2和O2會轉化為NO氣體，反應的熱化學方程式依據蓋斯定律計算②-①得到：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+183KJ/mol；答案為：N2(g)+O2(g)===2NO(g) △H=+183kJ/mol

（2）結合化學平衡三段式列式計算，測得10min內v（NO）=7.5×10-3mol·L-1·min-1，反應消耗物質的量=7.5×10-3mol·L-1·min-1×10min×2L=0.15mol

2CO（g）+2NO（g）2CO2（g）+N2（g）

起始量（mol）0.3 0.200

變化量（mol）0.150.150.150.075

平衡量（mol）0.150.050.150.075

平衡后CO的轉化率為: 50% 答案為：50%

（3）NO的轉化率開始隨溫度升高增大，到B點后減小，說明正反應是放熱反應，而且B點是平衡狀態，則A點是建立平衡的過程，則A點的反應速率：v正＞v逆，平衡逆向進行，平衡常數減小，平衡常數較大的是A點。答案為：> 、A、正反應為放熱反應，溫度升高，平衡向左移動，K變小

（4）由于Ka(HNO2)>Kb(NH3·H2O)，根據鹽類水解規律，NH4NO2溶液水解顯酸性，因此NH4NO2溶液中離子濃度大小為：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ，依據NO2﹣+H2OHNO2+OH﹣，水解平衡常數表達式Kh=，分子和分母都乘以氫離子濃度得到水解平衡常數Kh=×===1.4×10﹣11. 答案為：c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)、1.4×10-11

（5）催化劑b表面的反應是通入二氧化碳，酸性條件下生成HCOOH，電極反應為：CO2+2e-+2H+=HCOOH，答案為：CO2+2e-+2H+=HCOOH