Question

2．大多數城市的空氣質量實時發布系統將以實時空氣質量指數替代原料的AQI指數，燃煤煙氣和汽車尾氣是引發
AQI指數上升的主要污染源，因此，對燃煤煙氣和汽車尾氣進行脫硝、脫碳和脫硫等處理，可實現綠色環保、節能減排等目的，汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO（g）△H＜0，一定條件下用氣體傳感器測得該反應在不同時間的NO和CO的濃度如下表

時間/s	c（NO）/mol•L-1	c（CO）/mol•L-1
0	1.00×10-3	3.60×10-3
1	4.50×10-4	3.05×10-3
2	2.50×10-4	2.85×10-3
3	1.50×10-4	2.75×10-3
4	1.00×10-4	2.70×10-3
5	1.00×10-4	2.70×10-3

（1）下列措施既能提高NO的轉化率，又能提高反應速率的是A（填字母）
A．增大壓強          B．上高溫度C．加催化劑  D．降低溫度
（2）前2 s內的平均反應速率v（CO₂）=3.75×10^-4mol/（L•s），CO平衡轉化率為25%
（3）該反應的平衡常數K為5000
（4）在恒溫密閉容器中充入CO、NO氣體，下列圖象如圖能正確表面可逆反應達到平衡狀態的是BD

（5）①已知

化學式	電離常數
H2SO3	K1=1.3×10-2，K2=6.2×10-8
H2CO3	K1=4.3×10-7，K2=5.6×1011

根據表中提供的數據可知，在溶液中不能大量共存的微粒是CD
A．HCO₃^-、HSO₃^-                
B．HCO₃^-、SO₃^2-
C HCO₃^-、H₂SO₃
D．HSO₃^-、CO₃^2-
②等物質量濃度的5種溶液：
a．NH₄Cl
b．（NH₄）₂SO₄
c．（NH₄）₂CO₃
d．NH₄Al（SO₄）₂
e．CH₃COONH₄．
c（NH₄⁺）由大到小的順序是b＞c＞d＞a＞e（填字母）
（6）設計如圖裝置模擬傳感器測定CO與NO的反應原理．

①鉑絲電極為正極（填“正極”或“負極”）
②負極反應式為CO+O^2--2e^-=CO₂．

Answer 1

分析 （1）提高NO的轉化率，又能提高反應速率，說明反應速率加快且反應正向移動，根據影響化學平衡的因素分析；
（2）依據反應速率V=$\frac{△c}{△t}$計算一氧化碳的反應速率，結合反應速率之比等于化學方程式計量數之比計算氮氣的反應速率，轉化率=$\frac{轉化量}{起始量}$×100%；
（3）根據圖得到平衡時各物質的濃度，再代入化學平衡常數計算可得；
（4）A、反應熱與反應進程無關，B、v（N₂） 隨著反應的進行增大，C、根據$\overline{M}=\frac{m}{n}$判斷，D、n（CO）隨著反應的進行減小；
（5）①根據Ka越大酸性越強，根據酸性較強的能與酸性較弱的酸根離子反應；
②銨根離子水解，但水解部分非常少，先按銨根離子數目分組，同組內，按抑制水解、水解、促進水解排序可得；
③NO在鉑絲電極發生還原反應，做正極，得電子生成氮氣；CO在氧化鎳電極發生氧化反應，做負極，失電子生成二氧化碳．

解答 解：（1）該可逆反應的特點是：正反應是氣體分子數減小的反應，也是放熱反應，增大壓強，反應速率增大，NO的轉化率增大，A正確，升高溫度，平衡逆向移動，NO的轉化率減小，B錯誤，加催化劑，不改變NO的轉化率，C錯誤，降低溫度，反應速率減小，D錯誤；
故答案為：A；
（2）前2s內的平均反應速率v（CO₂）=v（CO）=$\frac{3.65×1{0}^{-3}-2.85×10{\;}^{-3}}{2s}$=3.75×10^-4mol/（L•s）；CO的平衡轉化率=$\frac{3.60×1{0}^{-3}-2.70×1{0}^{-3}}{3.60×1{0}^{-3}}$×100%=25%；
故答案為：3.75×10^-4mol/（L•s）；25%；
（3）由圖可知，
                2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始濃度：1.0×10^-3     3.6×10^-3         0            0
轉化濃度：9.0×10^-4 9.0×10^-4 4.5×10^-4 9.0×10^-4
平衡濃度：1.0×10^-4 2.7×10^-3      4.5×10^-4 9.0×10^-4
故化學平衡常數K=$\frac{（9.0×1{0}^{-4}）^{2}×4.5×1{0}^{-4}}{（1×1{0}^{-4}）^{2}×（2.7×1{0}^{-3}）^{2}}$=5000；
故答案為：5000；
（4）反應熱只與化學計量數有關，與反應進程無關，A錯誤；氮氣的體積分數由0逐漸增大至不變，到平衡狀態，B正確；混合氣體的總質量不變，總的物質的量不變，則$\overline{M}=\frac{m}{n}$由小到大至不變，C錯誤；在密閉容器中，一氧化碳的濃度由大變小至不變，到平衡狀態，D正確；
故答案為：BD；
（5）①已知Ka越大酸性越強，酸性較強的能與酸性較弱的酸根離子反應，H₂SO₃＞H₂CO₃＞HSO₃^-＞HCO₃^-，由于HCO₃^-的酸性小于H₂SO₃的酸性，CO₃^2-的酸性小于HSO₃^-的酸性，即CD不能共存；
故答案為：CD；
②等物質量濃度的5種溶液：b（NH₄）₂SO₄、c（NH₄）₂CO₃銨根離子濃度是其他物質的兩倍，故較大，碳酸根離子水解，與銨根離子的水解相互促進，故b＞c，同理a．NH₄Cl、d．NH₄Al（SO₄）₂、e．CH₃COONH₄，鋁離子抑制銨根離子的水解，醋酸跟離子促進銨根離子的水解，故d＞a＞e；
故答案為：b＞c＞d＞a＞e；
③NO在鉑絲電極發生還原反應，做正極，得電子生成氮氣，電極反應式為：2NO+4e^-=N₂+2O^2-；CO在氧化鎳電極發生氧化反應，做負極，失電子生成二氧化碳，發生的電極反應式為：CO+O^2--2e^-=CO₂；
故答案為：正極；CO+O^2--2e^-=CO₂．

點評 本題考察了化學平衡點的有關計算、化學平衡狀態的特征、電離常數的應用、水解平衡、原電池的電極反應式，側重于考查學生的分析能力和對基礎知識的綜合應用能力，知識點較多，綜合性很強，題目難度較大．