“绿水青山就是金山银山”,研究NxOy、CO、SO2等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽*具有重要意义。...
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“绿水青山就是金山银山”,研究NxOy、CO、SO2等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽*具有重要意义。
(1)已知:①NO2+COCO2+NO,该反应的平衡常数为K1(下同),每1 mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为
NO2 | CO | CO2 | NO |
812 kJ | 1076 kJ | 1490 kJ | 632 kJ |
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol K2
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol K3
写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式:__________________,该热化学方程式的平衡常数K=__________(用KKK3表示)。
(2)直接排放含SO2的烟气会形成*雨,危害环境。可用NaOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3、HSO和SO)存在于反应后的溶液中,它们的物质的量分数X与溶液pH的关系如图1所示。
①测得溶液的pH=8时,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________________________。
②向NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降低,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:____________________。
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:
①在0~40 min时段,反应速率v(N2O)为________________ mol/(L·min)。
②若N2O起始浓度c0为0.150 mol/L,则反应至30 min时N2O的转化率α=________。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图2所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1________T2(填“>”“<”或“=”)。当温度为T起始压强为p0,反应至t1 min时,体系压强p=________(用p0表示)。
【回答】
* (1)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH =-759.8 kJ/mol
(2)①c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)>c(H+) ②亚硫**根离子存在电离平衡HSOH++SO,加入*化钙后,Ca2++SO===CaSO3↓,使电离平衡正向移动,*离子浓度增大,pH减小
(3)①1.0×10-3 ②20.0% ③> 1.25p0
解析 (1)由已知,反应①的ΔH=(812+1076-1490-632) kJ/mol=-234 kJ/mol,根据盖斯定律,①×2+③-②得:2NO2(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),ΔH=[-234×2+(-112.3)-179.5] kJ/mol=-759.8 kJ/mol,当总反应式相加时平衡常数相乘,相减时平衡常数相除,成倍时平衡常数为幂,所以平衡常数K=。
(2)①由图1可得,pH=8时溶液中溶质主要为Na2SO3和NaHSO3,c(SO)>c(HSO),溶液中的主要离子为Na+、SO、HSO,次要离子为OH-、H+,离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(SO)>c(HSO)>c(OH-)>c(H+)。
(3)①在0~40 min时段,Δc=(0.100 mol/L-0.060 mol/L)=0.040 mol/L,所以化学反应速率v(N2O)===0.001 mol/(L·min)=1.0×10-3 mol/(L·min)。
②根据①可知,化学反应速率为1.0×10-3 mol/(L·min),则30 min内改变的浓度Δc=v·Δt=1.0×10-3 mol/(L·min)×30 min=0.03 mol/L,所以N2O的转化率α=×100%=×100%=20%。
③根据温度升高,反应速率加快,半衰期时间缩短。根据图示可知,在压强不变时,T1温度下半衰期小,说明温度T1>T2。根据题干信息可知2N2O(g)2N2(g)+O2(g),反应开始时c(N2O)=0.100 mol/L,当其浓度减小一半时,物质的浓度:c(N2O)=0.050 mol/L,c(N2)=0.050 mol/L,c(O2)=0.0250 mol/L,此时物质的总浓度=0.050 mol/L+0.050 mol/L+0.0250 mol/L=0.125 mol/L,起始时的浓度为0.1 mol/L,所以体系压强==1.25,所以p=1.25p0。
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:综合题
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