Question

进入2013年以来，我国中东部地区多次遭遇大范围、长时间的雾霾天气。车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。       

（1）活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：

物质          T/℃     n/mol	活性炭	NO	E	F
初始	2.030	0.10	0	0
T1	2.000	0.040	0.030	0.030
T2	2.005	0.050	0.025	0.025

   ①结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式                        。

   ②上述反应T1℃时的平衡常数K1=                  。

   ③根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）                        。

      a．T1＞T2       b．T1＜T2       c．无法比较

（2）车辆排放的氮氧化物和碳氧化物在催化剂作用下可发生反应：
2CO+2NO        N2+2CO2   在一体积为1L的密闭容积中，加入0.40mol的CO和0.40mol的NO ，反应中N2的物质的量浓度的变化情况如图所示，回答下列问题。

              

  ①计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(N2)=              。

  ②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡（此时N2的浓度约为

     0.25 mol/L）。请在上图中画出第5分钟末到此平衡时N2浓度的变化曲线。

  (3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。

  ①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，在一定条件下，用CH4还原NOX可以消除氮氧化物的污染。

   例如：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　    △H＝－867 kJ/mol

   2NO2(g)     N2O4(g)   △H＝－56.9 kJ/mol

   写出CH4还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式                             。

          ②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放目的。通过人工光合作用，以CO2和H2O为原

           料可以制备HCOOH和O2，计算标况下每回收1.0m3 CO2转移的电子数为             个。

  ③常温下，0.1mol/L的HCOONa溶液的pH为10，则HCOOH的电离常数Ka =        。

Answer 1

【知识点】化学反应速率、化学平衡常数、盖斯定律

【答案解析】(1)①C+2NON2+CO2   ②9/16  ③C （2）①0.025mol/（L.min)     ②

（3）①CH4(g)+N2O4(g)=N2+2H2O(g)+CO2(g)△H=-810.1KJ/mol  ② 5.4×1025③10-7mol/L  

解析：

(1)①根据表格中C、NO 、E、F的初始物质的量及平衡时物质的量之差得到方程式中C、NO 、E、F的系数分别为1、2、1、1，所以方程式为C+2NON2+CO2

 ②将T1℃时的平衡浓度代入平衡常数表达式得上述反应T1℃时的平衡常数K1=0.015×0.015/0.022=9/16  ③由于不知道正反应是吸热还是放热，所以无法判断T1T2的大小。

①v(N2)=0.1mol/L/4min=0.025mol/（L.min)  ②在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，N2的浓度为0.20mol/L，第8分钟末达到新的平衡（此时N2的浓度约为0.25 mol/L），画图即可。

（3）①根据盖斯定律，用上面的热化学方程式减下面的热化学方程式得：CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)  △H=-810.1KJ/mol 。②标况下每回收1.0m3 CO2转移的电子数为1.0×1000/22.4×(4－2)×6.02×1023= 5.4×1025

【思路点拨】本题主要考查化学反应速率、化学平衡常数、盖斯定律等知识，理解化学反应速率、化学平衡常数的意义是关键，计算时需认真。