2.氮氧化合物是目前造成大氣污染的主要?dú)怏w.NO在空氣中存在如下反應(yīng):2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H

(1)上述反應(yīng)分兩步完成,其中第一步反應(yīng)①如下,寫出第二步反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式(其反應(yīng)的焓變△H2用含△H、△H1的式子來表示):
①2NO(g)?N2O2(g)△H1<0        ②N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2=△H-△H1
(2)在某溫度下的一密閉容器中充入一定量的NO2,測得NO2的濃度隨時(shí)間的變化曲線如下圖所示,前5秒內(nèi)的O2的平均生成速率為0.001mol•L-1•s-1,該條件下反應(yīng):2NO+O2?2NO2的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值為100,平衡后某時(shí)刻,升高反應(yīng)體系的溫度,建立新平衡狀態(tài)后,測的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量小于原平衡狀態(tài),則:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)△H<0(填“<”或“>”);
(3)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的兩步反應(yīng)中,反應(yīng)①的反應(yīng)速率數(shù)值較大,是一個(gè)快反應(yīng),會(huì)快速建立平衡狀態(tài),而反應(yīng)②是一個(gè)慢反應(yīng),則決定反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)反應(yīng)速率的是反應(yīng)②(填”①或“②”).對(2)中反應(yīng)體系升高溫度的過程中,發(fā)現(xiàn)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)速率變慢,結(jié)合該反應(yīng)的兩步反應(yīng)過程分析可能的原因決定總反應(yīng)速率是反應(yīng)②,溫度升高后反應(yīng)①平衡向右移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對于反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢(反應(yīng)未使用催化劑).
(4)若(2)中反應(yīng)體系,反應(yīng)開始時(shí)使用催化劑,請?jiān)冢?)的圖中畫出該反應(yīng)體系反應(yīng)進(jìn)程可能的曲線.
(5)電解法處理氮氧化合物是目前大氣污染治理的一個(gè)新思路,原理是將NOx在電解池中分解成無污染的N2和O2除去,如圖2所示,兩電極間是固體氧化物電解質(zhì),在一定條件下可自由傳導(dǎo)O2-,電解池陰極反應(yīng)為2NOx+4xe-=N2+2xO2-

分析 (1)第二步反應(yīng)②為:N2O2(g)+O2(g)?2NO2,根據(jù)蓋斯定律①+②可得:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g),總的熱化學(xué)方程式-①可得②;
(2)根據(jù)=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v(NO2),再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(O2);
平衡時(shí)c(NO2)=0.02mol/L,則△c(O2)=$\frac{1}{2}$×(0.04-0.02)mol/L=0.01mol/L,△c(NO)=△c(NO2)=(0.04-0.02)mol/L=0.02mol/L,代入平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$計(jì)算;
平衡后某時(shí)刻,升高反應(yīng)體系的溫度,建立新平衡狀態(tài)后,測的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量小于原平衡狀態(tài),而混合氣體總質(zhì)量不變,則總的物質(zhì)的量增大,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(3)慢反應(yīng)決定整個(gè)過程的反應(yīng)速率;決定總反應(yīng)速率是反應(yīng)②,溫度升高后反應(yīng)①平衡向右移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對于反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢;
(4)若(2)中反應(yīng)體系,反應(yīng)開始時(shí)使用催化劑,反應(yīng)速率加快,縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,不影響平衡移動(dòng),平衡時(shí)二氧化氮的濃度不變;
(5)電解法處理氮氧化合物原理是將NOx在電解池中分解成無污染的N2和O2除去,兩電極間是固體氧化物電解質(zhì),在一定條件下可自由傳導(dǎo)O2-,陰極發(fā)生還原反應(yīng),陰極上是NOx獲得電子生成N2與O2-

解答 解:(1)第二步反應(yīng)②為:N2O2(g)+O2(g)?2NO2,根據(jù)蓋斯定律①+②可得:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g),總的熱化學(xué)方程式-①可得②,則反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為:N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2=△H-△H1 ,
故答案為:N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2=△H-△H1
(2)前5min內(nèi)v(NO2)=$\frac{0.04mol/L-0.03mol/L}{5min}$=0.002mol/(L.min),速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(O2)=$\frac{1}{2}$v(NO2)=0.001mol/(L.min);
平衡時(shí)c(NO2)=0.02mol/L,則△c(O2)=$\frac{1}{2}$×(0.04-0.02)mol/L=0.01mol/L,△c(NO)=△c(NO2)=(0.04-0.02)mol/L=0.02mol/L,平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{O}_{2})}{{c}^{2}(NO)c({O}_{2})}$=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{2}^{2}×0.01}$=100,
平衡后某時(shí)刻,升高反應(yīng)體系的溫度,建立新平衡狀態(tài)后,測的混合氣體的平均相對分子質(zhì)量小于原平衡狀態(tài),而混合氣體總質(zhì)量不變,則總的物質(zhì)的量增大,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H<0,
故答案為:0.001;100;<;
(3)慢反應(yīng)決定整個(gè)過程的反應(yīng)速率,決定總反應(yīng)速率是反應(yīng)②,溫度升高后反應(yīng)①平衡向右移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對于反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢,
故答案為:②;決定總反應(yīng)速率是反應(yīng)②,溫度升高后反應(yīng)①平衡向右移動(dòng),造成N2O2濃度減小,溫度升高對于反應(yīng)②的影響弱于N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)②速率變慢;
(4)若(2)中反應(yīng)體系,反應(yīng)開始時(shí)使用催化劑,反應(yīng)速率加快,縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,不影響平衡移動(dòng),平衡時(shí)二氧化氮的濃度不變,在圖中畫出該反應(yīng)體系反應(yīng)進(jìn)程可能的曲線為:,
故答案為:;
(5)電解法處理氮氧化合物原理是將NOx在電解池中分解成無污染的N2和O2除去,兩電極間是固體氧化物電解質(zhì),在一定條件下可自由傳導(dǎo)O2-,陰極發(fā)生還原反應(yīng),陰極上是NOx獲得電子生成N2與O2-,電極反應(yīng)式為:2NOx+4xe-=N2+2xO2-,
故答案為:2NOx+4xe-=N2+2xO2-

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率計(jì)算、蓋斯定律應(yīng)用、電解原理等,難度中等,注意對基礎(chǔ)知識(shí)理解掌握.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.下列描述中,不符合生產(chǎn)實(shí)際的是(  )
A.可用電解飽和MgCl2溶液的方法獲得金屬鎂
B.電解法精煉粗銅,用粗銅作陽極,純銅作陰極
C.電解熔融Al2O3制備金屬鋁時(shí),加入冰晶石使Al2O3更易熔化
D.氯堿工業(yè)中電解食鹽水時(shí),陽離子交換膜可防止氯氣與NaOH溶液反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.甲基丙烯酸甲酯()是生產(chǎn)有機(jī)玻璃的單體.
①甲基丙烯酸甲酯分子中官能團(tuán)的名稱為碳碳雙鍵和酯基.
②通常情況下,甲基丙烯酸甲酯與溴水反應(yīng)生成的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為
③一定條件下,甲基丙烯酸甲酯發(fā)生加聚反應(yīng)生成的聚合物的反應(yīng)為n$\stackrel{一定條件}{→}$

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.電石與水反應(yīng)制得的有機(jī)物A,在催化劑作用下加熱發(fā)生2個(gè)分子加成反應(yīng)制得B,B與HCl氣體在一定條件下繼續(xù)加成反應(yīng)制得C,C在一定條件下繼續(xù)加聚而得D,D經(jīng)硫化得如下交聯(lián)的結(jié)構(gòu).

請推斷下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式B、CH≡C-CH=CH2,C、CH2=CCl-CH=CH2,
D、_.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)原理或操作的敘述不正確的是( 。
A.從碘水中提取單質(zhì)碘時(shí),不能用無水乙醇代替CCl4
B.利用重結(jié)晶可對粗苯甲酸進(jìn)行提純
C.不能用核磁共振氫譜來鑒別1-溴丙烷和2-溴丙烷
D.實(shí)驗(yàn)室中提純混有少量乙酸的乙醇,可采用先加生石灰,過濾后再蒸餾的方法

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列有關(guān)平衡常數(shù)的說法正確的是( 。
A.已知K=$\frac{{c}^{2}C{O}_{2}•{c}^{6}•{H}_{2}}{{c}^{3}{H}_{2}O•cC{H}_{3}C{H}_{2}OH}$,則對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)可以表示為2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
B.將某濃度氫氟酸溶液升高溫度,氫氟酸的電離度(α)和電離平衡常數(shù)Ka都變大
C.常溫下,向純水中加入碳酸鈉,水的電離程度變大,KW變大
D.化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度有關(guān),隨溫度的升高,K可能增大也可能減小,或者不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.下列所采取方法不正確的是( 。
A.乙醇沸點(diǎn)是78.5℃,將含水酒精直接加熱蒸餾可制得無水酒精
B.除去二氧化碳?xì)怏w中混有的少量氯化氫氣體,可以將氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液
C.可以用醋酸除去鍋爐中的水垢(主要成分為碳酸鈣)
D.僅采用物理方法無法將晾曬海水得到的粗鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榫}

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.硫酸工業(yè)用SO2制取SO3的反應(yīng)為:2SO2+O2 $?_{加熱}^{催化劑}$2SO3△H=-47kJ/mol.不同溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)如表:
溫    度200℃300℃400℃
平衡常數(shù) K1         K2         K3
(1)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{{c}^{2}(S{O}_{2})•c({O}_{2})}$
(2)下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡的是bd(填序號(hào))
a.v(O2=2v(SO3                 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.容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化
(3)在上述平衡體系中加入18O2,當(dāng)平衡發(fā)生移動(dòng)后,SO218O的百分含量增加(填增加、減少、不變)其原因是該反應(yīng)是可逆反應(yīng),在SO218O2反應(yīng)生成S18O3的同時(shí),S18O3又分解生成S18O2
(4)一定溫度下,把2molSO2和1molO2通入一恒容密閉容器中,平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為x.保持溫度不變,若初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量分別為a、b、c,當(dāng)a、b、c的取值滿足下列關(guān)系時(shí)才能保證達(dá)到平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)仍為x.
①a+c=2(填a與c的關(guān)系)、②2b+c=2(填b、c的關(guān)系).
(5)工業(yè)上用Na2SO3吸收尾氣中的SO2,再用如圖裝置電解(惰性電極)NaHSO3制取H2SO4,陽極電極反應(yīng)式4OH--4e-=2H2O+O2,陽極區(qū)逸出氣體的成分為O2、SO2(填化學(xué)式).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.室溫下,下列溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是(  )
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(HS-)>c(OH-)>c(H2S)
B.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(OH-
C.氯水中:c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)>c(ClO-
D.溶有等物質(zhì)的量NaClO、NaHCO3的溶液中:c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-

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