Question

氮氧化物是形成酸雨的成因之一，与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾，加大对氮氧化物的处理是环境治理的重要研究内容。

（1）NH₃催化NOx是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。

已知．①4NH₃(g)+3O₂(g)2N₂(g)+6H₂O(g) △H₁

②N₂(g)+O₂(g)2NO(g)  △H₂

③H₂O(g)=H₂O(l) △H₃

则反应4NH₃(g)+6NO(g)N₂(g)+6H₂O(l) △H=______（用含△H₁、△H₂和△H₃的式子表示）。

（2）科学家用活性炭还原法可以消除NO的污染，发生的反应为C(s)+2N0(g)N₂(g)+CO₂(g)。lmolNO和足量的活性炭在T℃、容积恒定为1L的密闭容器中反应，经过10min反应达到平衡，测得NO的物质的量为0.5mol。

①10min内，平均反应速率v(N₂)=______，在T℃时，该反应的平衡常数K=_______。

②能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是______（填标号）。

a.单位时间内生成2nmolNO的同时消耗nmolCO₂

b．反应体系的温度不再发生改变

c．恒容条件下，混合气体的密度不再发生改变

d．恒温恒容条件下，反应体系的压强不再发生改变

（3）电化学住化净化NO是一种新颖的处理氮氧化物的方法。原理如下图，固体电解质起到传导O^2-的作用，则通入NO的电极反应式为________。

（4）已知：25℃时，HNO₂的电离常数Ka=7.1×10^-4，CH₃COOH的电离常数K=1.8×10^-5，实验室时可用NaOH溶液吸收NO₂，生成NaNO₃和NaNO₂。②③

①已知溶液甲为浓度均为0.1mol· L^-1，的NaNO₃和NaNO₂的混合溶液，溶液乙为0.1mol·L^-1的CH₃COONa溶液，则两溶液中c(NO₃^-)、c(NO₂^-)和c(CH₃COO^-)由大到小的顺序为_______，能使溶液甲和溶液乙的pH相等的方法是_______(填标号)。

a.向溶液甲中加适量水           b. 向溶液甲中加适量NaOH

c．向溶液乙中加适量水         d. 向溶液乙中加适量NaOH

②25℃时，向0.1mol·L-1CH₃COOH溶液中加入一定量的CH₃COONa溶液，使溶液中c(CH₃COOH):c(CH₃COO^-)=5:9，此时溶液pH=_______。

Answer

△H1-3△H2+6△H3 0.025mol/(L·min) 0.25 bc 2NO+4e-=N2+2O2- c(NO3-)>c(NO2)>c(CH3COO-) bc 5

【解析】（1）本题考查热化学反应方程式的计算，①－②×3＋6×③得出△H= △H1－3△H2＋6△H3；（2）本题考查化学反应速率的计算、化学平衡常数的计算、化学平衡状态的判断，①根据化学反应速率的数学表达式，v(NO)=(1－0.5)/(1×10)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)，依据化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此有v(N2)=v(NO)/2=0.025mol/(L·min)，C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)

起始浓度： 1 0 0

变化浓度： 0.5 0.25 0.25

平衡浓度： 0.5 0.25 0.25 根据化学平衡常数的定义，K= = =0.25；a、用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向一正一逆，消耗CO2和生成NO，反应都是向逆反应方向进行，故a错误；b、化学反应不是吸热反应就是放热反应，因此当温度不变，说明反应达到平衡，故b正确；c、密度=气体质量/气体体积，因为是恒容，因此气体体积不变，C是固体，向正反应方向进行，气体质量增大，因此密度不变，说明反应达到平衡，故c正确；d、反应前后气体的系数之和相等，因此压强不变，不能说明反应达到平衡，故d错误；（3）考查电极反应式的书写，根据示意图，NO转化成N2，2NO－4e－=N2＋O2－；（4）本题考查离子浓度大小比较、溶液pH的计算，①硝酸是强酸，NaNO3是强酸强碱盐，因此等浓度时c(NO3－)最大，比较HNO2和CH3COOH的电离平衡常数，电离常数越大，说明酸性越强，其水解程度越弱，因此等浓度的NaNO2和CH3COONa中c(NO2－)>c(CH3COO－)，因此离子浓度大小顺序是c(NO3－)>c(NO2－)>c(CH3COO－)，根据上述分析，CH3COO－的水解程度大于NO2－的水解程度，相同浓度时CH3COONa溶液的pH大于NaNO2溶液的pH，a、向溶液甲中加水，溶液的pH小于溶液乙，不会与溶液乙的pH相等，故a错误；b、NaOH是强碱，因此加入适量的NaOH，溶液甲中的pH会等于溶液乙中pH，故b正确；c、溶液乙中加入适量的水，稀释溶液，溶液的pH的降低，与溶液甲的pH会相等，故c正确；d、溶液乙中加入NaOH，溶液乙的pH更大于容易甲，故d错误；②根据电离平衡常数，Ka=，解得c(H＋)=1×10－5，因此pH=5。