Question

二氧化硫和氮氧化物是常用的化工原料，也会给大气带来严重污染，综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一．

（1）汽车尾气中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂气体，其中

 

是导致酸雨的主要因素；目前采用的是在汽车排气装置中安装一个净化器，可以有效的将尾气中的有害气体转化．
如：CO（g）+NO₂（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-akJ?mol^-1（a＞0）
2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1（b＞0）
据此回答：并写出该热化学方程式

 

（用含有a和b的代数式表示），若用标准状况下3.36升CO还原NO₂至N₂（CO完全反应）的整个过程中转移电子的物质的量为

 

mol．
（2）一定条件下铁可以和CO₂发生反应：Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g），已知该反应的平衡常数（K）与温度（T）的关系如图甲所示：
①该反应的平衡常数表达式K=

 

．
②一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO₂气体，反应过程中CO₂气体和CO气体的浓度与时间的关系如图乙所示．8分钟内，CO的平均反应速率 v（CO）=

 

mol/（L?min）．
③下列措施中能使平衡时c（CO）/c（CO₂）增大的是

 

（填序号）．
A．升高温度　　　 B．增大压强　　　 C．充入一定量CO　D．再加入一些铁粉．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：

分析：（1）NO₂、SO₂是导致酸雨的主要气体．
根据盖斯定律第一个热化学方程式乘以2与第二热化学方程式相加构造出目标热化学方程式，据此计算；
标准状况下3.36升CO的物质的量为0.15mol，CO还原NO₂至N₂，自身被氧化为CO₂，碳元素化合价由+2价升高为+4价，转移电子是CO的2倍；
（2）①根据反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中各物质状态及平衡常数表达式写出该反应的平衡常数表达式K；
②根据v=

△c

△t

计算8分钟内，CO的平均反应速率v（CO）；
③根据反应前后气体的计量数之和关系以及压强对平衡移动的影响分析；

解答： 解：（1）汽车尾气中主要含有CO、NO₂、SO₂、CO₂气体，其中NO₂、SO₂是导致酸雨的形成主要气体．
已知：①CO（g）+NO₂（g）═NO（g）+CO₂（g）△H=-akJ?mol^-1（a＞0）
②2CO（g）+2NO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-bkJ?mol^-1（b＞0）
由盖斯定律可知，①×2+②得到：4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-（2a+b）kJ?mol^-1．
标准状况下的3.36L CO的物质的量为

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，反应中CO还原NO₂至N₂，自身被氧化为CO₂，碳元素化合价由+2价升高为+4价，所以转移电子的物质的量为0.15mol×（4-2）=0.3mol．
故答案为：NO₂、SO₂；4CO（g）+2NO₂（g）?4CO₂（g）+N₂（g）△H=-（2a+b）kJ?mol^-1；0.3；
（2）①反应Fe（s）+CO₂（g）?FeO（s）+CO（g）中，铁和氧化亚铁为固体，不影响平衡的移动，所以该反应的平衡常数表达式为K=

c(CO)

c(CO2)

，
故答案为：

c(CO)

c(CO2)

；
②根据图乙可知，8分钟内一氧化碳的浓度变化为0.5mol/L，所以CO的平均反应速率v（CO）=

0.5mol/L

8min

=0.0625mol/（L?min），
故答案为：0.0625；
③A．该反应正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应进行，c（CO）增大c（CO₂）减小，所以 c（CO）/c（CO₂）的值增大，故A正确；
B．该反应反应前后气体的体积不变，增大压强平衡不移动，c（CO）/c（CO₂）的值不变，故B错误；
C．恒温恒容，充入一定量CO，平衡逆向移动，但温度没变，所以K=c（CO）/c（CO₂）的值不变，故C错误；
D．铁粉为固体，浓度为定值，增加铁粉的用量，不影响平衡，c（CO）/c（CO₂）的值不变，故D错误；
故答案为：A；

点评：考查反应热的计算、平衡计算等，难度中等，（1）中计算反应热构造出目标热化学方程式是解题关键．