Question

【題目】十九大報告提出要“打贏藍天保衛戰”，意味對環境污染防治比過去要求更高。

（1）煙氣中的氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應：

2NO2（g）+NaCl（s）NaNO3（s）+ClNO（g） H < 0 平衡常數K1

2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g） H < 0 平衡常數K2

4NO2（g）+2NaCl（s）2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常數K=__________（用K1、K2表示）。

（2）利用CO可將NO轉化為無害的N2，其反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。

在容積均為1 L的甲、乙、丙三個恒溫（反應溫度分別為300℃、T℃、300℃）容器中分別加入物質的量之比為1:1的NO和CO，測得各容器中n(CO)隨反應時間t的變化情況如下表所示:

t/min n(CO) /mol	0	40	80	120	160
甲	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
乙	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00
丙	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45

① 甲容器中，0～40min內用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=_______。

② T ___ 300℃，該反應的△H______0（填“>”或“<”）。

③ 甲容器達平衡時α（NO）=_______。

丙容器達平衡時c（NO）可能為________0.4mol/L（填“>”、“=”或“<”）。

④ 已知甲容器CO的體積分數 (CO)隨時間t的變化如圖，畫出其他條件不變，絕熱條件下， (CO)隨時間t的變化示意圖。_____________________

（3）處理含鎘廢水常用化學沉淀法。以下是幾種鎘的難溶化合物25℃時的溶度積常數： Ksp(CdCO3)=5.2×10-12 Ksp(CdS)=3.6×10-29 Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16，

回答下列問題：

若采用生石灰處理含鎘廢水最佳pH為11，此時溶液中c(Cd2+)=_________。沉淀Cd2+效果最佳的試劑是____________

a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO

Answer 1

【答案】 K= K12/ K2 0.0125mol/(Lmin) ﹥ < 60% ﹥ 2.0×10-10mol/L b

【解析】（1）兩個反應2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 △H1<0 為①，2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2△H2<0 為②，則平衡常數K1=，平衡常數K2＝，4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①－②得到，則K==；正確答案：K= K12/ K2。

（2）①甲容器中，根據表中數據，0～40min內，NO的物質的量改變量為△n=2.00﹣1.50=0.50mol，反應經歷的時間為△t=40min，容器體積V=1L，根據化學反應平均速率計算公式v（NO）===0.0125mol/（L·min）；正確答案：0.0125mol/（L·min）。

②甲和乙，起始物料相同，溫度不同，從0～40min看，乙容器的化學反應速率比甲的快，溫度升高能加快化學反應速率，因此乙容器的溫度大于甲容器的溫度（300℃），但乙容器中NO的轉化率低于甲容器，因此升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，則該反應的正反應是放熱反應，焓變△H＜0；正確答案：﹥ ； <。

③在容積為1L的甲容器中分別加入物質的量之比為1:1的NO和CO進行反應，根據反應方程式可知，CO的變化量就是NO變化量，因此甲容器中NO的起始物質的量為2.00mol，達到平衡后剩余0.8 mol，NO消耗了1.2 mol，α（NO）=1.2/2×100%=60%；丙容器與甲容器的溫度相同，則兩容器反應的平衡常數也相同，該反應為2NO（g）+C（s）N2（g）+CO2（g），反應的平衡常數為K=，根據表中數據，平衡時，c（NO）==0.80mol/L，C（N2）==0.60mol/L，c（CO2）=c（N2）=0.60mol/L，則K==；設丙中反應達到平衡時c（NO）=xmol/L，容器的體積為1 L，根據反應進行如下計算：

2NO（g）+C（s） N2（g）+CO2（g）

起始濃度 1 0 0

變化濃度 x 0.5 x 0.5x

平衡濃度 1- x 0.5 x 0.5x

根據平衡常數計算公式可知：K==(0.5 x)2/(1- x)2=9/16，解之得：x=0.6 mol/L>0.4mol/L；正確答案：60% ； ﹥。

④ 由于甲中溫度小于乙中溫度，升高溫度，乙中CO的量比甲中得多，說明該反應為放熱反應，絕熱條件下，由于自身產生的熱量不能散發出去，相當于給該反應升溫，速率加快，所用時間縮短，平衡左移，CO剩余的多，CO的體積分數 (CO)增大，因此其他條件不變 (CO)隨時間t的變化示意圖如下：；正確答案：。

（3）采用生石灰處理含鎘廢水最佳pH為11，c(H+)=10-11 mol/L，c(OH-)=10-3mol/L，根據Ksp(Cd(OH)2)=c(Cd2+)×c2(OH-)=（10-3）2×c(Cd2+)=2.0×10-16，c(Cd2+)=2.0×10-10mol/L；根據三種溶度積常數：Ksp(CdCO3)=5.2×10-12，Ksp(CdS)=3.6×10-29，Ksp(Cd(OH)2)= 2.0×10-16可知，Ksp越小，越容易產生沉淀，因此沉淀Cd2+效果最佳的試劑是Na2S，b正確；正確答案：2.0×10-10mol/L； b。