Question

從2014年4月15日零點開始，上海市空氣質(zhì)量實時發(fā)布系統(tǒng)將以實時空氣質(zhì)量指數(shù)替代原來的AQI指數(shù)．燃煤煙氣和汽車尾氣是引發(fā)AQI指數(shù)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(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排等目的．
汽車尾氣脫硝脫碳的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）

催化劑

N₂（g）+2CO₂（g）+Q（Q＞0）．
（1）該熱化學反應(yīng)方程式的意義是

 

．
一定條件下用氣體傳感器測得該反應(yīng)在不同時間的NO和CO濃度如下表：

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

（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂）

 

（保留兩位小數(shù)）；CO的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

．
（3）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達平衡的是

 

a．2v_正（NO）=v_逆（N₂）
b．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時間而變化
d．容器中CO的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化
（4）采用低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)，同時吸收SO₂和NO_x，并獲得銨鹽．脫硫的總反應(yīng)是：SO₂+O₃+2NH₃+H₂O→（NH₄）₂SO₄+O₂；在（NH₄）₂SO₄溶液中存在水解反應(yīng)，常溫下該水解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式可表示為K=

 

；有等濃度的下列三種溶液：①NH₄Cl�、冢∟H₄）₂SO₄　③NH₄HSO₄，c（NH₄⁺）由大到小的順序是

 

；若換成pH值相等，那三種溶液中，c（NH₄⁺）由大到小的順序是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）依據(jù)熱化學方程式的含義分析；
（2）依據(jù)反應(yīng)速率V=

△c

△t

計算一氧化碳的反應(yīng)速率，結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比計算氮氣的反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）平衡標志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，據(jù)此分析選項中個量的變化；
（4）依據(jù)平衡常數(shù)概念書寫表達式，利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以生成物平衡濃度冪次方乘積；依據(jù)銨根離子水解的影響因素分析判斷，①NH₄Cl ②（NH₄）₂SO₄  ③NH₄HSO₄ 先不考慮水解，則②NH₄）₂SO₄含有兩個NH₄⁺，所以它們NH₄⁺的濃度大于其它兩種物質(zhì)，溶液中c（NH₄⁺）根據(jù)鹽類水解的影響分析判斷．從兩個角度考慮，一是相同pH的（NH₄）₂SO₄與NH₄Cl溶液的水解程度是否相等，二是NH₄HSO₄電離時產(chǎn)生H⁺使溶液呈酸性，NH₄⁺的水解被抑制；

解答： 解：（1）2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）+Q（Q＞0），意義是通常狀況下2mol NO氣體和2mol CO氣體完全反應(yīng)生成1mol N₂和2 mol CO₂氣體放熱Q kJ；
故答案為：2mol NO氣體和2mol CO氣體完全反應(yīng)生成1mol N₂和2 mol CO₂氣體放熱Q kJ；
（2）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（N₂）=

1

2

v（CO）=

1

2

×

3.60×10-3mol/L-2.85×10-3mol/L

2s

=1.88×10^-4mol/（L?s），
CO的平衡轉(zhuǎn)化率=

3.60×10-3mol/L-2.70××10-3mol/L

3.60×10-3mol/L

×100%=25%，
故答案為：1.88×10^-4mol/（L?s），25%；
（3）2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）+Q
a．反應(yīng)速率之比等于化學方程式計量數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，v_正（NO）=2v_逆（N₂）說明氮氣正逆反應(yīng)速率相同，2v_正（NO）=v_逆（N₂），不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；
b．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量減小，容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng) 前后氣體質(zhì)量不變，體積不變，過程中和平衡狀態(tài)容器中氣體的密度都不隨時間而變化，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．容器中CO的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化，是平衡標志，故d正確；
故答案為：bd；
（4）在（NH₄）₂SO₄溶液中存在水解反應(yīng)，2NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，常溫下該水解反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式可表示為=

c(NH3?H2O)c(H+)

c(NH4+)

；物質(zhì)的量濃度相同的下列溶液：①NH₄Cl、②（NH₄）₂SO₄、③NH₄HSO₄；先不考慮水解，則②（NH₄）₂SO₄ 含有兩個NH₄⁺，所以它們NH₄⁺的濃度大于其它兩種物質(zhì)，①NH₄Cl，NH₄⁺水解與③NH₄HSO₄ 比較，③水解得到抑制，即NH₄⁺的量較增多，即溶液中c（NH₄⁺）③＞①； 按c（NH₄⁺）由大到小的順序排列為 ②＞③＞①； 相同pH的（NH₄）₂SO₄與NH₄Cl溶液中，都是強酸弱堿鹽，根據(jù)溶液呈電中性可判斷二者NH₄⁺濃度相等，由于NH₄HSO₄電離時產(chǎn)生H⁺使溶液呈酸性，NH₄⁺的水解被抑制，因此NH₄HSO₄中NH₄⁺的濃度小于（NH₄）₂SO₄，故答案為：

c(NH3?H2O)c(H+)

c(NH4+)

，②＞③＞①； ①=②＞③；

點評：本題考查熱化學方程式意義，化學平衡標志分析判斷，化學反應(yīng)速率計算，鹽類水解的原理和應(yīng)用，注意鹽類水解的實質(zhì)和把握弱電解質(zhì)的電離，從影響平衡移動的角度分析離子濃度的大小比較是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．