Question

【题目】为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。

（1）在汽车排气管内安装催化转化器，可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。

已知：① H=180.5kJ·

②C和CO的燃烧热（H）分别为-393.5kJ·和-283kJ·

则2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g） H=_________kJ·

（2）将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积为1L的密闭容器中，反应过程中物质浓度变化如图所示。

①CO在0—9min内的平均反应速率=__________ mol·L-1·（保留两位有效数字）；第12min时改变的反应条件可能为_________。

A.升高温度 B.加入NO

C.加催化剂 D.降低温度

②该反应在第18min时又达到平衡状态，此时的体积分数为________（保留三位有效数字），化学平衡常数K=____________（保留两位有效数字）。

（3）通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和。已知常温下0.1mol·的HCOONa溶液pH=10，则HCOOH的电离常数Ka=__________。

Answer 1

【答案】 -746.5 4.4×10-3 D 22.2% 3.4 1.0×10-7

【解析】试题分析：本题考查盖斯定律的应用，图像的分析，化学反应速率和化学平衡的计算，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，电离平衡常数的计算。

（1）①N2（g）+O2（g）=2NO（g） ΔH=180.5kJ/mol

根据C和CO的燃烧热可写出热化学方程式

②C（s）+O2（g）=CO2（g） ΔH=-393.5kJ/mol

③CO（g）+O2（g）=CO2（g） ΔH=-283kJ/mol

应用盖斯定律，③2-①得，2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）ΔH=2（-283kJ/mol）-（180.5kJ/mol）=-746.5kJ/mol。

（2）①由图像可知0~9min内的平均反应速率υ（CO）===4.410-3mol/（L·min）。根据图像9min时反应达到平衡状态，9~12min保持平衡状态，12min时改变条件，18min达到新平衡，此过程中υ（CO）===3.310-3mol/（L·min），12min~18min内NO、CO浓度减小，N2浓度增大，12min时改变条件化学反应速率减慢，平衡向正反应方向移动。A，升高温度，化学反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，A项不可能；B，加入NO，NO的浓度应突然增大，化学反应速率加快，平衡向正反应方向移动，B项不可能；C，加入催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，C项不可能；D，降低温度，化学反应速率减慢，平衡向正反应方向移动，D项可能；答案选D。

②根据图像写出到18min时的三段式

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）

c（起始）（mol/L） 0.2 0.1 0 0

c（转化）（mol/L）0.06 0.06 0.03 0.06

c（平衡）（mol/L）0.14 0.04 0.03 0.06

此时CO2的体积分数为100%=22.2%。化学平衡常数K===3.4。

（3）0.1mol/LHCOONa溶液的pH=10，溶液中c（H+）=110-10mol/L，溶液中c（OH-）=110-4mol/L，根据水解平衡方程式HCOO-+H2OHCOOH+OH-，溶液中c（HCOOH）=110-4mol/L，c（HCOO-）=0.1mol/L-110-4mol/L0.1mol/L，HCOOH的电离常数Ka===110-7。