Question

雾霾天气的“罪魁祸首”是空气中的CO、NO、NO₂等污染气体在大气中反应产生PM2.5 颗粒物，研究NO、NO₂、CO 等污染物的处理，对环境保护有重要的意义。

(1)已知：

NO₂(g)+CO(g) = CO₂ (g)+NO(g)    △H =－230.0kJ·mol^-1

N₂ (g)+O₂ (g) = 2NO(g)    △H =－180.0 kJ·mol^-1

2NO(g)+O₂ (g) = 2NO₂ (g)    △H =－112.3kJ·mol^-1

若NO₂气体和CO 气体反应生成无污染气体，其热化学方程式为_____。

(2) 由CO生成CO₂的化学方程式为CO＋O₂CO₂＋O。其正反应速率为v_正=K_正·c(CO) ·c(O₂)，逆反应速率为v_逆=K_逆·c(CO₂) ·c(O)，K_正、K_逆为速率常数。已知某一温度时，该反应的平衡常数K=0.40，K_正=1.24×10⁵ L·s^-1·mol^-1，此时K_逆=_____L·s^-1·mol^-1。

(3)汽车的排气管上安装“催化转化器”，其反应的热化学方程式为：2NO(g)+2CO(g) 2CO₂(g)+N₂(g) △H<0。T℃时，将等物质的量的NO 和CO 充入容积为2L 的密闭容器中，若温度和体积不变，反应过程中(0～15min) NO 的物质的量随时间变化如图。

①图中a、b 分别表示在相同温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n (NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是________(填“a”或“b”) 。

②T℃时，该反应的化学平衡常数K=____；(保留小数点后一位小数)平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、CO₂各0.2 mol，则平衡将_____移动。(填“向左”、“向右”或“不”)

③15min 时，若改变外界反应条件，导致n (NO)发生图中所示变化，则改变的条件可能是_________(任答一条即可)。

(4)NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃。25℃时，将x mol NH₄NO₃溶于水，溶液显酸性，原因是_________用离子方程式表示)。向该溶液滴加c L 氨水后溶液呈中性，则所滴加氨水的浓度为_____mol•L^﹣1。(NH₃•H₂O 的电离平衡常数K =2×10^﹣5 mol•L^﹣1)

Answer

2NO2(g)+4CO(g) = 4CO2(g)+N2(g) △H=-852.3KJ/mol 3.1×105 b 40 L/mol 向右 增加 CO 的物质的量浓度减少生成物浓度或降温 NH4 + + H2 ONH3·H2O+ H+

【解析】

（1）根据盖斯定律写出热化学方程式；

（2）当v正= v逆时，反应达到平衡状态，K逆·c(CO2) ·c(O)= K正·c(CO) ·c(O2)，则= =K；

（3）①催化剂的表面积越大，催化效果越好，反应速率越大，反应时间越短；

②用三段式计算K，用Q和K的大小判断平衡移动方向

K===40；再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，Q==22.5，则平衡正向移动；

③15min 时，若改变外界反应条件，导致n (NO)减小，反应正向进行，且改变条件瞬时n (NO)未变；

（4）NH4NO3为强酸弱碱盐，溶液中的铵根离子水解显酸性；向该溶液滴加c L 氨水后溶液呈中性，则c（H+）= c（OH-），根据溶液呈电中性，求出c(NH4+)，根据K = ，计算原氨水的浓度；

（1）若NO2气体和CO 气体反应生成无污染气体，反应式：2NO2(g)+4CO(g)= N2 (g)+ 4CO2 (g)，①NO2(g)+CO(g) = CO2 (g)+NO(g) △H =－230.0kJ·mol-1，②N2 (g)+O2 (g) = 2NO(g) △H =－180.0 kJ·mol-1，③2NO(g)+O2 (g) = 2NO2 (g) △H =－112.3kJ·mol-1，则4①-2②+③即可，△H=－230.0-（－180.0）+（－112.3）=-852.3kJ/mol；答案为：2NO2(g)+4CO(g)= N2 (g)+ 4CO2 (g) △H=-852.3kJ/mol；

（2）当v正= v逆时，反应达到平衡状态，K逆·c(CO2) ·c(O)= K正·c(CO) ·c(O2)，则= =K，K逆== 3.1×105；

（3）①催化剂的表面积越大，催化效果越好，反应速率越大，反应时间越短，则答案为b；

②T℃时，

K===40；

再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol，Q==22.5，则平衡正向移动；

③15min 时，若改变外界反应条件，导致n (NO)发生图中所示变化，反应正向进行，且改变条件瞬时n (NO)未变，则增加 CO 的物质的量浓度减少生成物浓度或降温；

（4）NH4NO3为强酸弱碱盐，溶液中的铵根离子水解显酸性，离子反应为：NH4+ + H2 O=NH3·H2O+ H+；向该溶液滴加c L 氨水后溶液呈中性，则c（H+）= c（OH-），根据溶液呈电中性，c(NH4+)+c（H+）= c（OH-）+c(NO3-)，可知c(NH4+)= c(NO3-)，K = ，设混和溶液的体积为V，则c(NH4+)= c(NO3-)=，此时溶液呈中性，c（OH-）=10-7mol/L，原氨水的浓度==；