Question

【题目】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：NO NO2 N2

已知：NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－200.9 kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ·mol－1

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)　ΔH>0，请你分析该设想能否实现并说明理由是____________________________________________。

(3)甲酸的电离平衡常数Ka＝1.70×10－4。向20 mL 0.1 mol·L－1的甲酸钠溶液中滴加10 mL 0.1 mol·L－1的盐酸，混合液呈________(填“酸”或“碱”)性，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2 L恒容密闭容器中加入0.100 0 mol NO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表所示：

温度	固体活性炭/mol	NO/mol	A/mol	B/mol
200 ℃	2.000	0.040 0	0.030 0	0.030 0
335 ℃	2.005	0.050 0	0.025 0	0.025 0

①该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

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

③计算反应在335 ℃时的平衡常数为________。

(5)工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术，工艺流程是将烟气冷却至15.5~26.5℃后用氨水吸收过量的CO2，该反应的化学方程式为_______________________。在用氨水吸收前，烟气需冷却至15.5~26.5℃的可能原因是____________________________。

Answer 1

【答案】3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g) ΔH＝－317.1 kJ·mol－1 不能，该反应是焓增、熵减的反应，根据ΔG＝ΔH－T·ΔS，ΔG>0 酸 c(Na＋)>c(HCOO－)>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－) 放热 不变 0.25 NH3·H2O +CO2= NH4HCO3 降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对CO2的吸收

【解析】

（1）①NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)△H=-200.9kJ/mol，②2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)△H=-116.2kJ/mol，反应I的反应方程式为3NO＋O3=3NO2，因此①＋②得出3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g) △H=(－200.9kJ·mol－1－116.2kJ·mol－1)=－317.1kJ·mol－1；

（2）根据△G=△H－T△S，能够自发进行，说明△G<0；根据信息，该反应△H>0，该反应为熵减过程，即△S<0，复合判据△G>0，该反应不能自发进行；

（3）两种溶液混合后，溶质为HCOOH、HCOONa和NaCl，且三者物质的量相等，甲酸的电离平衡常数Ka=1.70×10－4，则HCOO－的水解平衡常数Kh=Kw/Ka=1×10－14/(1.7×10－4)=1/1.7×10－10<1.70×10－4，甲酸的电离程度大于HCOO－水解程度，溶液显酸性，离子浓度大小顺序是c(Na＋)>c(HCOO－)>c(Cl－)>c(H＋)>c(OH－)；

（4）①根据表中数据，335℃平衡时NO的物质的量比200℃时大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应为放热反应；

②根据表中200℃时各物质起始物质的量和平衡时物质的量可知，NO、固体活性炭、A、B转化物质的量依次为0.06mol、0.03mol、0.03mol、0.03mol，则NO、固体活性炭、A、B的化学计量数之比为2:1:1:1，该反应方程式为2NO（g）+C（s）A（g）＋B（g），活性炭为固体，再通入NO，相当于在原来的基础上增大压强，增大压强平衡不移动，NO的百分含量不变；

③335℃时K===0.25；

（5）氨水吸收过量的CO2，其反应的化学方程式为NH3·H2O＋CO2=NH4HCO3；氨水易挥发，NH3·H2O受热易分解，因此冷却至15.5~26.5℃可能原因是降低吸收过程中氨水的挥发，促进氨水对CO2的吸收。