Question

從2014年4月15日零點(diǎn)開(kāi)始，上海市空氣質(zhì)量實(shí)時(shí)發(fā)布系統(tǒng)將以實(shí)時(shí)空氣質(zhì)量指數(shù)替代原來(lái)的AQI指數(shù)．燃煤煙氣和汽車(chē)尾氣是引發(fā)AQI指數(shù)上升的主要污染源．因此，對(duì)燃煤煙氣和汽車(chē)尾氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫等處理，可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排等目的．
汽車(chē)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(xué)反應(yīng)方程式的意義是

 

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

時(shí)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(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)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(shí)間而變化
c．容器中氣體的密度不隨時(shí)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(shí)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(dá)式可表示為K=

 

；有等濃度的下列三種溶液：①NH₄Cl�、冢∟H₄）₂SO₄�、跱H₄HSO₄，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(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

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

△c

△t

計(jì)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(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氮?dú)獾姆磻?yīng)速率，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；
（3）平衡標(biāo)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(xiàng)中個(gè)量的變化；
（4）依據(jù)平衡常數(shù)概念書(shū)寫(xiě)表達(dá)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(gè)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(lèi)水解的影響分析判斷．從兩個(gè)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(shí)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(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，v_正（NO）=2v_逆（N₂）說(shuō)明氮?dú)庹�逆反�?yīng)速率相同，2v_正（NO）=v_逆（N₂），不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)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(shí)間而變化說(shuō)明反應(yīng)達(dá)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(guò)程中和平衡狀態(tài)容器中氣體的密度都不隨時(shí)間而變化，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；
d．容器中CO的轉(zhuǎn)化率不再發(fā)生變化，是平衡標(biāo)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(dá)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(gè)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(qiáng)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(shí)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(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式意義，化學(xué)平衡標(biāo)志分析判斷，化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算，鹽類(lèi)水解的原理和應(yīng)用，注意鹽類(lèi)水解的實(shí)質(zhì)和把握弱電解質(zhì)的電離，從影響平衡移動(dòng)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．