Question

(M分)研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。氧化还原法消除NO_x的转化如下：NONO₂N₂

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

2NO(g)+O₂(g)==2NO₂(g)                    △H＝-2116.2kJ·mol^-1

(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) △H >0，你认为该设想能

否实现并说明理由：_____________________。

(3)一定条件下，CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。己知常温时，甲酸的电离平衡常数Ka= l.70×10-4。向20 mL 0.1 mol/L的甲酸钠溶液中滴加10mL 0.1 mol/L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0.1000 mol NO和2.030 mol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下表：

	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0.100 0 mol NO，再次平衡后，NO的百分含量将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。

③计算反应体系在335℃时的平衡常数_______________。

(5)CO₂的处理方法有多种，将少量CO₂气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后，测得溶液中c(OH^-)=c mol/L，则c(CO₃^2-)=_____ mol·L^-1(用含a、b、c的代数式表示)。(已知K_ap(CaCO₃)=a，K_ap[Ca(OH)₂]=b)

Answer

3NO(g)+O2(g)==3NO2(g) △H=-317.1 kJ/mol 否,该反应是焓增、熵减的反应，根据△S. △G>0，反应不能自发逬行(2分，同时有判断和理由才给分) 酸 c(Na+)>c(HCOO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-) 放热 不变 0.25

【解析】(1)反应ⅠNO(g)和O3(g)根据盖斯定律，①NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H=-200.9kJ/mol，②2NO(g)+O2(g)═2NO(g)△H=-116.2kJ/mol，得目标反应的反应热等于①+②，所以I的热化学方程式为3NO(g)+O3(g)═3NO2(g)△H=-317.1 kJ•mol-1；
(2)根据△G=△H-T•△S判断反应能否自发进行，如果△G＜0，反应能自发进行，△G＞0，反应不能自发进行，2CO(g)=2C(s)+O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应，根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现；
(3)向20mL 0.1mol/L的甲酸钠溶液中滴加10ml 0.1mol/L的盐酸，得到等物质的量浓度的甲酸、甲酸钠和氯化钠的混合液，以甲酸的电离为主，溶液呈酸性，溶液中离子浓度从大到小的顺序为 c (Na+)＞c(HCOO-)＞c (Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)；
(4)①温度升高平衡逆向移动，所以正反应是放热反应；      
②由200℃时，各物质的量关系可知，反应方程式为：2NO⇌A+B，两边气体的计量数相等，而平衡后向恒容容器中再充入0.1molNO，相当于增大压强，平衡不移动，所以NO的百分含量将不变；    
③平衡常数等于平衡时生成物的浓度幂之积比上反应的浓度幂之积，所以K==0.25。

(5)将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后发生的反应为：Ca2++CO32-⇌CaCO3+2OH-，平衡常数K=，达到平衡后，测得溶液c(OH-)=c mol•L-1，则c(CO32-)=mol/L。

点睛：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“+”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。