Question

中国环境监测数据显示，颗粒物(PM_2.5等)为雾霾过程中影响空气质量最显著的污染物，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM_2.5、SO₂、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：

Ⅰ．改变煤的利用方式可减少环境污染，通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气。

（1）煤气化过程中产生的有害气体H₂S可用足量的Na₂CO₃溶液吸收，该反应的离子方程式为                                  

(已知：H₂S：K_a1=1.3×10^－7，K_a2=7.1×10^－15；H₂CO₃：K_a1=4.4×10^－7，K_a2=4.7×10^－11)

（2）现将不同量的CO(g)和H₂O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)  ΔH，得到两组数据

实验组	温度℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡 所需时间/min
CO	H2O	H2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	6
2	900	2	1	0.4	1.6	3

该反应的H         0(填“＜”或“＞”)；若在750⁰C时，另做一组实验，在2L的恒容密闭容器中加入lmol CO，3mo1 H₂O，2mo1 CO₂，5mol H₂，则此时ʋ_正       ʋ_逆(填“＜”，“＞”，“＝”)。

（3）一定条件下，某密闭容器中已建立A(g)＋B(g) C(g)＋D(g) △H＞0的化学平衡，其时间速率图像如图，下列选项中对于t₁时刻采取的可能操作及其平衡移动情况判断正确的是       

A．减小压强，同时升高温度，平衡正向移动

B．增加A(g)浓度，同时降低温度，平衡不移动

C．保持容器温度压强不变通入稀有气体，平衡不移动

Ⅱ．压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术将NO_x转变成无毒的CO₂和N₂。

①CH₄(g)＋4NO(g)2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)        △H₁＜0

②CH₄(g) ＋2NO₂(g)N₂(g) ＋CO₂(g) ＋2H₂O(g)     △H₂＜0

（4）收集某汽车尾气经测量NO_x的含量为1.12%(体积分数)，若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×10⁴L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g，则尾气中V (NO)︰V (NO₂)=         。

（5）在不同条件下，NO的分解产物不同。在高压下，NO(即X)在40℃下分解生成两种化合物(即Y、Z)，体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示。写出Y和Z的化学式：                        

（6） 某研究性学习小组，为研究光化学烟雾消长规律，在一烟雾实验箱中，测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO₂、O₃、PAN(CH₃COOONO₂)，各种物质的相对浓度随时间的消失，记录于右图，根据图中数据，下列推论，最不合理的是   

A．NO的消失的速率比RH快    

B．NO生成NO₂

C．RH及NO₂可以生成PAN及O₃

D．O₃生成PAN

Answer

Ⅰ．（1）CO32－ + H2S = HCO3－+ HS－ （2）＜ ＜ （3）A Ⅱ．（4）1：1 （5）N2O、NO2 （6）D

【解析】

试题分析：（1）由于Ka2=5.61×10-11＜Ka1=9.1×10-8＜Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11＞Ka2=1.1×10-12，所以氢硫酸能够与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠和硫氢化钠，反应的离子方程式为：CO32-+H2S=HCO3-+HS-

（2）实验1计算平衡常数，

H2O(g)+CO(g)⇌CO2(g)+H2(g)

初始 1mol/L 2mol/L 0 0

转化 0.8mol/L 0.8mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l

平衡 0.2mol/L 1.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l

K==2.67，

实验1升高温度实验2，实验2计算平衡常数，

H2O(g)+CO(g)⇌CO2(g)+H2(g)

初始 0.5mol/L 1mol/L 0 0

转化 0.2mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l 0.2mol/l

平衡 0.3mol/L 0.8mol/L 0.2mol/l 0.2mol/l

K==0.167，温度升高K变小，温度升高平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，△H＜0；

按1mol C0，3mol H20，2mol C02，5mol H2，分别加入该容器

Qc==＞K

反应逆向进行，v(正)＜v(逆)；

（3）根据图1t1时刻改变条件后v(正)瞬间增大，v(逆)减小，v(正)＜v(逆)，则平衡一定正向移动，故选A；

（4）收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数)，若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g，设尾气中NO物质的量为x，NO2物质的量为y，2NO～N2～4e-，2NO2～N2～4e-，CH4～CO2～8e-，

2x+4y=×8=15mol 、x+y==5mol ；计算得到x=2.5mol，y=2.5mol

尾气中V(NO)：V(NO2)=1：1；

（5）NO在40℃下分解生成两种化合物，根据元素守恒可知生成的为N的氧化物，氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5，由图象可知3molNO生成两种氮的氧化物各为1mol，其反应方程式为：3NO=Y+Z，根据原子守恒可知为N2O、NO2；

（6）A．由曲线斜率可知在某一时间段内NO消失的速率比RH快，故A正确；B．NO的浓度一直在减少，NO2的浓度先增加后减少，在0-1时间段内NO可能生成NO2，故B正确；C．图中O3和PAN的浓度增加，RH的浓度减少，RH及NO2在某一时间段内可能反应生成PAN和O3，故C正确；D．O3的浓度一直在增加，不可能作为反应物，故D错误；故选D。

考点：考查化学平衡和化学反应速率，涉及影响平衡移动的因素以及平衡常数的有关计算。