Question

【題目】汽車尾氣中的NO(g)是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和破壞臭氧層的重要源頭之一。現(xiàn)擬用下列方法處理NO，根據(jù)題意回答下列問題：

(1)采用某種催化劑催化分解NO，發(fā)生反應(yīng)2NO(g)N2(g)＋O2(g)，在T1℃和T2℃時(shí)(T1>T2)NO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。

①反應(yīng)2NO(g)N2(g)＋O2(g)為____________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②T2℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝__________(保留2位小數(shù))。

③在T1℃下，要提高NO轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_________________________

④比較a、b處反應(yīng)速率大小：υa(正)________υb(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知反應(yīng)速率υ正＝k正x2(NO)，υ逆＝k逆x(N2)·x(O2)，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算b點(diǎn)處＝__________(保留1位小數(shù))。

(2)臭氧也可用于處理NO，O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，若生成1 mol的HNO3則轉(zhuǎn)移_______ mol電子。

(3)O3可由電解稀硫酸制得，原理如下圖所示，圖中陰極為________(填“A”或“B”)，陽極(惰性電極)的電極反應(yīng)式為___________________________________。

Answer 1

【答案】放熱 0.02 設(shè)法取走一部分生成物 大于 1.3 3 B 3H2O-6e-=O3↑+6H+

【解析】

(1)由圖中可以看出，兩條曲線達(dá)平衡的時(shí)間不同，因?yàn)?/span>T1>T2，所以先達(dá)平衡的曲線為T1℃時(shí)的曲線。

①從NO的轉(zhuǎn)化率可以看出，溫度低時(shí)轉(zhuǎn)化率大，則降溫平衡正向移動(dòng)，由此得出2NO(g)N2(g)＋O2(g)的反應(yīng)熱效應(yīng)。

②T2℃時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為22%，利用三段式建立平衡量關(guān)系，可求出反應(yīng)的平衡常數(shù)K。

③在T1℃下，要提高NO轉(zhuǎn)化率，可從改變溫度及生成物的濃度尋找措施。

④比較va(正)與vb(逆)時(shí)，可從溫度分析。先從平衡點(diǎn)，利用v正=v逆求出，然后利用速率公式，計(jì)算b點(diǎn)處。

(2)臭氧也可用于處理NO，O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，若生成1 mol的HNO3，則可利用N元素的價(jià)態(tài)變化，確定轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量。

(3)O3可由電解稀硫酸制得，陰極生成H2，由此確定圖中陰極，陽極發(fā)生水失電子生成O3的反應(yīng)。

(1)由圖中可以看出，兩條曲線達(dá)平衡的時(shí)間不同，因?yàn)?/span>T1>T2，所以先達(dá)平衡的曲線為T1℃時(shí)的曲線。

①從NO的轉(zhuǎn)化率可以看出，溫度低時(shí)轉(zhuǎn)化率大，則降溫平衡正向移動(dòng)，由此得出2NO(g)N2(g)＋O2(g)為放熱反應(yīng)。答案為：放熱；

②T2℃時(shí)，由于該反應(yīng)反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)相等，設(shè)NO的起始物質(zhì)的量為2mol，容器的容積為1L。

反應(yīng)的平衡常數(shù)K==0.02。答案為：0.02；

③在T1℃下，因?yàn)榧哟呋瘎�、改變壓�?qiáng)，都不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，所以要提高NO轉(zhuǎn)化率，只能從生成物的濃度尋找措施，故可采取的措施是設(shè)法取走一部分生成物。答案為：設(shè)法取走一部分生成物；

④因?yàn)?/span>a點(diǎn)的溫度高于b點(diǎn)，所以va(正)> vb(逆)。T2℃平衡時(shí)v正=v逆，x（NO）=0.78，x（N2）=x（O2）=0.11，則k正×0.782=k逆×0.11×0.11，則=0.02；在b點(diǎn)時(shí)，三段式關(guān)系如下：

此時(shí)x（NO）=0.8，x（N2）=x（O2）=0.1，b點(diǎn)時(shí)，==0.02×82=1.3。答案為：>；1.3；

(2)O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，反應(yīng)方程式為3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2，若生成1 mol的HNO3，則N元素由+2價(jià)升高到+5價(jià)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為3mol。答案為：3；

(3)O3可由電解稀硫酸制得，陰極生成H2，由此確定圖中陰極為B，A為陽極，陽極發(fā)生反應(yīng)為3H2O-6e-=O3↑+6H+。答案為：B；3H2O-6e-=O3↑+6H。