Question

【題目】（1）汽車尾氣中的CO、NO、NO2等有毒氣體會(huì)危害人體健康，可在汽車尾部加催化轉(zhuǎn)化器，將有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體。

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

請(qǐng)寫出CO和NO2生成無污染氣體的熱化學(xué)方程式___。

（2）若將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－759.8kJ·mol-1，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)隨n(CO)/n(NO)的變化曲線如圖1。

①b點(diǎn)時(shí)，平衡體系中C、N原子個(gè)數(shù)之比接近___；

②a、b、c三點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率從大到小的順序?yàn)?/span>___；a、c、d三點(diǎn)的平衡常數(shù)從大到小的順序?yàn)?/span>___。

③若n(CO)/n(NO)=0.8，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)為20％，則CO的轉(zhuǎn)化率為__。

（3）若將NO2與O2通入甲中設(shè)計(jì)成如圖2所示裝置，D電極上有紅色物質(zhì)析出，則A電極處通入的氣體為____(填化學(xué)式)；A電極的電極反應(yīng)式為____；一段時(shí)間后，若乙中需加0.2molCu(OH)2使溶液復(fù)原，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為___。

（4）已知：25℃時(shí)，H2C2O4的電離常數(shù)Ka1=5.9×10—2，Ka2=6.4×10-5，則25℃時(shí)，0.1mol·L-1NaHC2O4溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>____，若向該溶液中加入一定量NaOH固體，使c(HC2O4-)=c(C2O42-)，則此時(shí)溶液呈___(填“酸性”“堿性”或“中性”)。

Answer 1

【答案】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)依據(jù)蓋斯定律,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。

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

(2)①當(dāng)反應(yīng)物按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比加入時(shí)，平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)最大，故b點(diǎn)時(shí)平衡體系中C、N原子個(gè)數(shù)之比接近1∶1。

答案為：1：1

②增大n(CO)/n(NO)，CO的轉(zhuǎn)化率降低，所以轉(zhuǎn)化率:a>b>c。平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以a點(diǎn)與c點(diǎn)的平衡常數(shù)K相同。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，N2的體積分?jǐn)?shù)減小，所以T1>T2，d點(diǎn)的平衡常數(shù)小于a點(diǎn)和c點(diǎn)。

答案為：a＞b＞c；a＝c＞d；

③設(shè)CO起始物質(zhì)的量為0.8 mol,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化了x mol，則有:

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

n（始）/mol 0.8 1 0 0

n（轉(zhuǎn)化）/mol x x x

n（平）/mol 0.8-x 1-x x

平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)為×100%=20%，解得x=0.6。所以，CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%；

答案為：75%。

(3)甲為原電池，乙為電解池，D電極上有紅色銅析出,則A為負(fù)極，A電極處通入NO2,發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為NO2-e-+H2ONO3-+2H+。電解時(shí)陰極先電解析出銅，后又電解水產(chǎn)生氫氣，若加0.2 mol Cu(OH)2可使溶液復(fù)原，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為(0.2×2+0.2×2)NA=0.8NA。

答案為：NO2 ；NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ ；0.8NA；

(4) HC2O4-的水解常數(shù)Kh===1.69×10-13，Kh<Ka2，說明HC2O4-的水解程度小于其電離程度，所以各離子濃度大小順序?yàn)?/span>c(Na+)＞c(HC2O4-)＞c(H+)＞c(C2O42-)＞c(OH-)。當(dāng)c(HC2O4-)= c(C2O42-)時(shí)，由Ka2=知，c(H+)=Ka2=6.4×10-5 mol·L-1>c(OH-)，溶液呈酸性。

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