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为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量.有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要.(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化

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为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量.有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要.
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(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质.
已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5kJ•mol-1和-283kJ•mol-1
则2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=___kJ•mol-1
(2)将0.20mol NO和0.10mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示.
①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=___L-1•min-1(保留两位有效数字);第12min时改变的反应条件可能为___.A升高温度   B加入NO   C.加催化剂   D.降低温度
②该反应在第24min时达到平衡状态,CO2的体积分数为___(保留三位有效数字),化学平衡常数K=___(保留两位有效数字).
(3)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染.常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=___(用含a和b的代数式表示).
(4)在T温度下,向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1O2,50秒后达到平衡,测得NO的物质的量为2mol,该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1mol,则达到平衡后N2的转化率为___.
▼优质解答
答案和解析
(1)已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
又知C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5kJ•mol-1和-283kJ•mol-1
可得热化学方程式:②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1
③CO(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)△H=-283kJ•mol-1
根据盖斯定律,③×2-①可得:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5KJ/mol
故答案为:-746.5;
(2)①0-9min内CO浓度变化为(0.1-0.06)mol/L=0.04mol/L,则v(CO)=
0.04mol/L
9min
=4.4×10-3L-1•min-1
12min时改变条件瞬间各组分浓度不变,而氮气浓度增大,NO、CO浓度减小,平衡正向移动,正反应为放热反应,应是降低温度,
故答案为:4.4×10-3;D;
②由①中可知12min时为改变温度,重新到达平衡时NO为0.14mol/L、CO为0.04mol/L、氮气为0.03mol/L,由方程式可知二氧化碳为0.06mol/L,二氧化碳条件分数=
0.06
0.14+0.04+0.03+0.06
×100%=22.2%,平衡常数K=
c(N2)×c2(CO2)
c2(NO)×c2(CO)
=
0.03×0.062
0.142×0.042
=3.4,
故答案为:22.2%;3.4;
(3)混合后溶液中c(Ba2+)=0.5b mol/L,根据电荷守恒:2c(Ba2+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则c(H+)=c(OH-)=10-7 mol/L,溶液中c(CH3COO-)=b mol/L,由微粒守恒可知溶液中c(CH3COOH)=(0.5a-b )mol/L,电离平衡常数Ka=
c(H+)×c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
=
10-7×b
(0.5a-b)
=
2b
a-2b
×10-7 mol•L-1
故答案为:
2b
a-2b
×10-7 mol•L-1
(4)在T温度下,向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1O2,50秒后达到平衡,测得NO的物质的量为2mol,
则参加反应氮气为2mol×
1
2
=1mol,
           N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
起始(mol):10    5        0
反应(mol):1     1        2
平衡(mol):9     4        2
所以平衡常数K=
c2(NO)
c(N2)×c(O2)
=
22
9×4
=
1
9

令N2转化的物质的量为xmol,则
           N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
起始(mol):1     1       0
反应(mol):x     x       2x
平衡(mol):1-x   1-x     2x
所以
(2x)2
(1-x)×(1-x)
=
1
9
,解得x=
1
7

N2