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【題目】科學家們致力于消除氮氧化物對大氣的污染;卮鹣铝袉栴}:

(1)NO在空氣中存在如下反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH,該反應共有兩步第一步反應為2NO(g)N2O2(g) ΔH10;請寫出第二步反應的熱化學方程式(ΔH2用含ΔH、ΔH1的式子來表示):_______________________________________。

(2)溫度為T1時,在兩個容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),容器I5min達到平衡。相關數據如表所示:

容器編號

物質的起始濃度(mol/L)

物質的平衡濃度(mol/L)

c(NO2)

c(NO)

c(O2)

c(O2)

I

0.6

0

0

0.2

0.3

0.5

0.2

①容器Ⅱ在反應的起始階段向_____(“正反應”、“逆反應”、“達平衡”)方向進行。

②達到平衡時,容器I與容器Ⅱ中的總壓強之比為___________

a. >1 b. =1 c. <1

(3)NO2存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g) △H0,在一定條件下NO2N2O4的消耗速率與各自的分壓(分壓=總壓×物質的量分數)有如下關系:υ(NO2)=k1·p2(NO2),υ(N2O4)=k2·P(N2O4),相應的速率與其分壓關系如圖所示。一定溫度下,k1、k2與平衡常數kp(壓力平衡常數,用平衡分壓代替平衡濃度計算)間關系是k1=______;在上圖標出點中,指出能表示反應達到平衡狀態(tài)的點是_____,理由是______________。

(4)可用NH3去除 NO,其反應原理4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同溫度條件下,n(NH3):n(NO)的物質的量之比分別為 41、31、13時,得到NO脫除率曲線如圖所示:

①曲線a中,NO的起始濃度為6×10-4 mg·m-3,從A點到B點經過0.8 s,該時間段內NO的脫除速率為_______mg/(m3·s)。

②曲線b對應NH3NO的物質的量之比是_____。

(5)還可用間接電解法除NO。其原理如圖所示:

①從A口中出來的物質的是__________________。

②寫出電解池陰極的電極反應式_______________。

③用離子方程式表示吸收池中除去NO的原理__________________

【答案】N2O2(g)+O22NO2(g) △H2=△H-△H1 正反應 c 2k2·Kp B、D N2O4NO2的消耗速率滿足條件v(NO2)=2v(N2O4) 1.5×10-4 31 O2和較濃的硫酸 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-

【解析】

(1)①2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH,第一步反應為②2NO(g)N2O2(g) ΔH10,則第二步反應為①-②,整理可得N2O2(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH2=ΔH-ΔH1;

(2)①對于反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g),反應溫度為T1,反應開始時c(NO2)=0.6 mol/Lc(NO)=c(O2)=0,反應達到平衡時c(O2)=0.2 mol/L,則根據物質轉化關系可知,平衡時c(NO2)=0.6 mol/L-2×0.2 mol/L=0.2 mol/L,c(NO)= 2×0.2 mol/L=0.4 mol/L,該溫度下化學反應的平衡常數K==0.8,對于容器Ⅱ中進行的上述反應,在開始時刻濃度商Qc=0.560.8,則反應向正反應方向進行;

②對于反應Ⅱ,由于NOO2按照21關系發(fā)生改變,根據給出的物質的濃度,可認為其等效開始狀態(tài)為c(O2)=0,c(NO)=(0.5-0.2×2) mol/L=0.1 mol/Lc(NO2)=(0.3+0.2×2) mol/L=0.7 mol/L,反應在1L容器中進行,所以氣體的濃度和為氣體的物質的量的和,對于容器I,開始時氣體的物質的量n(總)I=0.6 mol,容器Ⅱ開始時氣體的物質的量n(總)II=0.7 mol+0.1 molspan>=0.8 mol0.6 mol,在相同外界條件下氣體的物質的量與壓強呈正比,所以達到平衡時,容器I與容器II中的總壓強之比小于1,故合理選項是c;

(3)反應達到平衡時v=v,v=k1p2(NO2),v=k2p(N2O4),若反應達到平衡,則v(NO2)=2v(N2O4),所以Kp=,所以k1=2k2Kp;滿足平衡條v(NO2)=2v(N2O4),即為平衡點,根據圖象,B、D所對應的速率剛好為12的關系,所以B、D為平衡點;

(4)①曲線aNO的起始濃度為6×10-4 mgm-3,A點的脫除率為55%,B點的脫除率為75%,從A點到B點經過0.8 s,該時間段內NO的脫除速率V==1.5×10-4 mg/(m3s);

NH3NO的物質的量的比值越大,NO的脫除率越大,則物質的量之比分別為41、31、13時,對應的曲線為a、b、c,即曲線b對應的物質的量之比是31;

(5)①陽極電解質溶液為稀H2SO4,在陽極,溶液中水電離產生的OH-失去電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為:2H2O-2e-=O2↑+4H+,由于水不斷放電消耗,所以陽極區(qū)H2SO4溶液濃度不斷增大,所以從A口中出來的物質的是O2和較濃的硫酸;

②在電解池陰極上得到電子發(fā)生還原反應,根據圖可知是HSO3-在酸性條件下發(fā)生還原反應,生成S2O42-,其電極反應式為2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O;

③根據圖示,吸收池中S2O42-NO是反應物,N2HSO3-是生成物,則根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得吸收池中除去NO的原理是2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-

練習冊系列答案
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A.

B. 時,平衡常數

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B.斷開K1、閉合K2,當轉移0.1 mol e-時,乙池溶液質量增加17.0 g

C.當電流計指針歸零后,斷開K2、閉合K1,一段時間后B電極的質量增加

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容器

SO2mol

O2mol

N2mol

QkJ

2

1

0

Q1

1

0.5

0

Q2

1

0.5

1

Q3

根據以上數據,下列敘述正確的是(

A.在上述條件下反應生成1molSO3固體放熱kJ

B.2Q12Q2Q1Q

C.Q12Q22Q3Q

D.2Q22Q3Q1Q

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A. γFe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6

B. αFe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6

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D. 三種同素異形體的性質相同

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請回答下列問題:

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(2)SO2分子的空間構型為________;與SnCl4互為等電子體的一種離子的化學式為________。

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(4)②中所形成的配離子中含有的化學鍵類型有______(填字母)。

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