Question

【题目】氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：

已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=- 393.5 kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol

（1）若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式：_______；下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)_________。

a．增大容器压强 b．升高温度 c．使用优质催化剂 d．增大CO的浓度

（2）向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示。

物质的量/mol	T1/℃				T2/℃
	0	5 min	10 min	15 min	20 min	25 min	30 min
NO	2.0	1.16	0.80	0.80	0.50	0.40	0.40
N2	0	0.42	0.60	0.60	0.75	0.80	0.80

①0～5min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)=______，该条件下的平衡常数K=________。

②第15 min后，温度调整到T2，数据变化如上表所示，则T1_______ T2(填“>”“<”或“=”)。

③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol，则此时反应_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率a=______________。

（3）在25 ℃下，向浓度均0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_____沉淀(填化学式)，当两种沉淀共存时，溶液中c(Mg2+)/c(Cu2+)=__________(已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)。

Answer 1

【答案】）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　△H=﹣747kJ/mol ad0.042mol·L-1·min-1＞正向60%Cu(OH)28.2×108或×109

【解析】

（1）根据平衡常数的定义，若平衡常数表达式为K= K=，则化学方程式为：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，已知①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=﹣221 kJ/mol，②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=﹣393.5 kJ/mol，③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol

根据盖斯定律：②×2-①-③得：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　△H=﹣747 kJ/mol； 由于该反应是气体体积减小的放热反应a.增大容器压强平衡正向移动，NO转化率增大，a正确；b．升高温度平衡逆向移动，NO转化率减小，b错误；c．使用优质催化剂不改变平衡，c错误；d．增大CO的浓度，可以提高NO的转化率，d正确；因此本题答案为：ad。（2）根据盖斯定律：上述已知反应②-③得：C(S)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=﹣574.5 kJ/mol；①利用表格数据：0～5min内，以N2表示的该反应速v(N2)==0.042mol·L-1·min-1，所以以CO2表示的该反应速率v(CO2)= v(N2) =0.042mol·L-1·min-1；通过分析知10min后浓度不再改变，处于平衡状态，用三行式分析浓度改变

②第15 min后，温度调整到T2，从表格查得NO减少，N2增加，平衡正向移动，由于正反应为放热反应，改变条件为降温，则T1 >T2。

③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol，此时各量分析如下：

T2时平衡常数K==4， 加入混合物后Qc==1.36<K，则此时反应正向移动；由于温度不变，平衡常数为定值，新平衡时有：=4，解得x=0.2；经计算NO起始总量为2mol+2mol=4mol，达到新平衡时NO的物质的量为（1.2-2×0.2）mol/L×2L=1.6mol，转化的NO共4mol-1.6mol=2.4mol，所以最终达平衡时NO的转化率a=。（3）由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，所以先生成Cu(OH)2沉淀；当两种沉淀共存时，溶液是Cu(OH)2、Mg(OH)2的饱和溶液，溶液中OH-离子浓度相同，根据溶度积常数计算，溶液中c(Mg2+)/c(Cu2+)===8.2×108，故答案为：8.2×108 或×109。