Question

（1）汽车尾气中的CO、NO、NO₂等有毒气体会危害人体健康，可在汽车尾部加催化转化器，将有毒气体转化为无毒气体。

已知：①2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)   △H₁=－112.3kJ·mol^-1

②NO₂(g)+CO(g)=NO(g)+CO₂(g)   △H₂=－234kJ·mol^-1

③N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H₃=+179.5kJ·mol^-1

请写出CO和NO₂生成无污染气体的热化学方程式___。

（2）若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应：2CO(g)+2NO(g)N₂(g)+2CO₂(g)  △H=－759.8kJ·mol^-1，反应达到平衡时，N₂的体积分数随n(CO)/n(NO)的变化曲线如图1。

①b点时，平衡体系中C、N原子个数之比接近___；

②a、b、c三点CO的转化率从大到小的顺序为___；a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为___。

③若n(CO)/n(NO)=0.8，反应达平衡时，N₂的体积分数为20％，则CO的转化率为__。

（3）若将NO₂与O₂通入甲中设计成如图2所示装置，D电极上有红色物质析出，则A电极处通入的气体为____(填化学式)；A电极的电极反应式为____；一段时间后，若乙中需加0.2molCu(OH)₂使溶液复原，则转移的电子数为___。

（4）已知：25℃时，H₂C₂O₄的电离常数K_a1=5.9×10^—2，K_a2=6.4×10^-5，则25℃时，0.1mol·L^-1NaHC₂O₄溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____，若向该溶液中加入一定量NaOH固体，使c(HC₂O₄^-)=c(C₂O₄^2-)，则此时溶液呈___(填“酸性”“碱性”或“中性”)。

Answer

4CO(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g) △H=－1227.8 kJ·mol-1 1：1 a＞b＞c a＝c＞d 75％ NO2 NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ 0.8NA c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-) 酸性

【解析】

(1)依据盖斯定律,由②×4+①-③可得4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=(-234 kJ·mol-1)×4-112.3 kJ·mol-1-179.5 kJ·mol-1= -1 227.8 kJ·mol-1。

答案为：4CO(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g) △H=－1227.8 kJ·mol-1；

(2)①当反应物按化学计量数之比加入时，平衡时N2的体积分数最大，故b点时平衡体系中C、N原子个数之比接近1∶1。

答案为：1：1

②增大n(CO)/n(NO)，CO的转化率降低，所以转化率:a>b>c。平衡常数只与温度有关，所以a点与c点的平衡常数K相同。该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，N2的体积分数减小，所以T1>T2，d点的平衡常数小于a点和c点。

答案为：a＞b＞c；a＝c＞d；

③设CO起始物质的量为0.8 mol,反应达平衡时，CO转化了x mol，则有:

2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

n（始）/mol 0.8 1 0 0

n（转化）/mol x x x

n（平）/mol 0.8-x 1-x x

平衡时，N2的体积分数为×100%=20%，解得x=0.6。所以，CO的转化率为×100%=75%；

答案为：75%。

(3)甲为原电池，乙为电解池，D电极上有红色铜析出,则A为负极，A电极处通入NO2,发生氧化反应，电极反应式为NO2-e-+H2ONO3-+2H+。电解时阴极先电解析出铜，后又电解水产生氢气，若加0.2 mol Cu(OH)2可使溶液复原，则转移电子数为(0.2×2+0.2×2)NA=0.8NA。

答案为：NO2 ；NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ ；0.8NA；

(4) HC2O4-的水解常数Kh===1.69×10-13，Khc(OH-)，溶液呈酸性。

答案为：c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)；酸性。