(2)5
(3)2NO＋4e===N2＋2O
－
2－
一定条件
(4)①4xAl＋6NOx=====3N2＋2xAl2O3 ②B
3．(2019·浙江四地联考)碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用。
(1)在恒温容积可变的密闭容器中加入一定量的C和SO2，发生反应：2C(s)＋2SO2(g)
S2(g)＋2CO2(g)。在不同时间测得S2的浓度如图所示。在30 min时减小压强，平
衡发生移动，40 min时重新建立平衡。
①在20 min时，c(CO2)＝_________________________________________________。 ②请在图中画出CO2从30 min到50 min的浓度变化曲线。
(2)海水中CO2的吸收能力取决于溶解的碳酸盐和硼酸盐生成的CO3和B(OH)4浓度。 已知：298 K时，硼酸(H3BO3)溶液中存在如下平衡： H3BO3(aq)＋H2O(l)
B(OH)4(aq)＋H(aq)
－
＋
2－
－
Ka＝5.7×10－10；碳酸的电离平衡常数Ka1＝4.3×10－7，Ka2＝5.6×10－11。
①相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，pH较大的是____________。 ②CO2与B(OH)4反应的离子方程式为________________________________。 (3)Na2CO3(s)＋2H(aq)===2Na(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH1<0 NaHCO3(s)＋H(aq)===Na(aq)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH2>0 ①
写
出
NaHCO3(s)
分解
为
Na2CO3(s)
的热化学
方程式
：
＋
＋
＋
＋
－
____________________________________。
②NaHCO3(s)与稀盐酸能自发反应的原因，可用下列图中的________解释。
- 5 -
解析：(1)①根据题给图像知，20 min时反应2C(s)＋2SO2(g)
－1
－1
S2(g)＋2CO2(g)达到平
衡，此时c(S2)＝0.3 mol·L，故c(CO2)＝0.6 mol·L。②30 min时减小压强，c(CO2)减小，且减小压强，平衡正向移动，故40 min 重新建立平衡时，c(CO2)小于0.6 mol·L。(2)①根据硼酸和碳酸的电离平衡常数，可知酸性：H2CO3>H3BO3>HCO3，故碳酸钠的水解程度大于硼酸钠，相同浓度的碳酸钠溶液和硼酸钠溶液，pH较大的是碳酸钠溶液。②根据强酸制弱酸，CO2与B(OH)4反应的离子方程式为CO2＋B(OH)4===HCO3＋H3BO3。(3)①将题给的两个热化学方程式依次编号为Ⅰ、Ⅱ，根据盖斯定律，由Ⅱ×2－Ⅰ得：2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2ΔH2－ΔH1。②因ΔH2>0，故NaHCO3(s)与稀盐酸的反应为吸热反应，排除C、D项，又该反应能自发进行，说明反应所需的活化能较低，故A项符合题意。
答案：(1)①0.6 mol·L ②如图所示(答案合理即可)
－1
－
－
－
－
－1
(2)①碳酸钠溶液
②CO2＋B(OH)4===HCO3＋H3BO3
(3)①2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2ΔH2－ΔH1 ②A
4．(2019·杭州高三质检)硝酸工业是重要的无机化学工业。目前工业上均采用氨催化氧化法制硝酸。
(1)合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－91.4 kJ·mol，图1表示
－1
－
－
500 ℃、60.0 MPa条件下，恒温容器中NH3的物质的量随时间的变化关系。若起始条件不变，将反应置于绝热容器中进行，请在图1中画出NH3的物质的量随时间的变化关系。
- 6 -
(2)氨的催化氧化，涉及的主要反应有 主反应：Ⅰ 4NH3(g)＋5O2(g)副反应：Ⅱ 4NH3(g)＋6NO(g)ΔH3＝－180 kJ·mol
已知：通常情况下，ΔH越小，平衡常数越大。 ①反应Ⅱ的ΔH2＝________kJ·mol。
②氨和空气混合气体按一定流速通过催化剂网表面发生反应，测得数据如图2。混合气与催化剂网接触时间过短(<2.0×10
－4－1
－1
－1
4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－907 kJ·mol 5N2(g)＋6H2O(g) ΔH2；Ⅲ 2NO(g)
N2(g)＋O2(g)
s)，NO的产率低，可能的原因是
－4
________________________；混合气与催化剂网接触时间过长(>8.0×10s)，NO的产率也低的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (3)硝酸工业尾气中存在NO、NO2等氮氧化物，必须进行脱硝处理。工业上可以用NaClO进行脱硝处理，写出向过量的NaClO溶液中通入NO2进行脱硝的离子方程式：
________________________________________________________________________。 (4)Shilov等发现，在温度大于70 ℃、催化剂及碱性溶液中，可通过电解法还原氮气得到氨气，写出阴极的电极反应式：________________________________。
解析：(1)合成氨反应为放热反应，反应容器绝热，所以随着反应的进行，反应体系的温度逐渐升高，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，且达到平衡时n(NH3)小于恒温容器中反应达到平衡时n(NH3)。(2)①根据盖斯定律，可得反应Ⅱ＝5×反应Ⅲ＋反应Ⅰ，则ΔH2＝5ΔH3＋ΔH1＝5×(－180 kJ·mol)＋(－907 kJ·mol)＝－1 807 kJ·mol。②接触时间过短，NH3来不及反应，导致NO的产率低。因为ΔH2比ΔH1小得多，所以反应Ⅱ的平衡常数大，接触时间过长，反应Ⅱ的进行程度大，导致NO的产率低。(3)ClO与NO2发生氧化还原反应生成Cl和NO3，根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒配平离子方程式。(4)阴极上N2得电子生成NH3，电极反应式为N2＋6H2O＋6e===2NH3＋6OH。
答案：(1)如图所示
－
－
－
－
－
－1
－1
－1
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(2)①－1 807
②接触时间过短，NH3来不及反应 ΔH2比ΔH1小得多，反应Ⅱ的平衡常数大，接触时间过长，反应Ⅱ进行程度大
(3)3ClO＋2NO2＋H2O===2NO3＋Cl＋2HClO (4)N2＋6H2O＋6e===2NH3＋6OH
－
－
－
－
－
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