Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。

(1)汽車內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)會(huì)引起N2和O2的反應(yīng)：N2+O22NO，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。

①在T1、T2溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化如圖所示，根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g) 2NO(g)的△H______0(填“>”或“<”)。

②在T3溫度下，向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2，50秒后達(dá)到平衡，測(cè)得NO的物質(zhì)的量為2mol，則該反應(yīng)的速率υ(N2)=_______________。該溫度下，若增大壓強(qiáng)此反應(yīng)的平衡常數(shù)將______（填“增大”“減小”“不變”“無(wú)法確定”）若開(kāi)始時(shí)向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，則達(dá)到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為____________。

(2)利用下圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，用陰極排出的溶液可吸收NO2。

①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_____________________。

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，同時(shí)有SO32-生成。該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。

(3)一定條件下可用甲醇與CO反應(yīng)生成醋酸消除CO污染。常溫下，將含a molCH3COOH的醋酸溶液與含b molBa(OH)2的氫氧化鋇溶液混合，充分反應(yīng)后，溶液呈中性，則醋酸的電離常數(shù)Ka=______________________(用含a和b的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】＞ 0.01mol·L-1·s-1 不變 14.3% SO2＋2H2O－2e－=2H＋＋SO42－ 1:2 ×10-7

【解析】

（1）①根據(jù)“先拐先平速率大”來(lái)分析圖像而后解題。

②用三段式計(jì)算，化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)。

（2）根據(jù)反應(yīng)類型判斷陰、陽(yáng)極及相應(yīng)的電極反應(yīng)。根據(jù)得失電子守恒計(jì)算。

（3）根據(jù)電荷守恒、物料守恒和電離平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算。

（1）①由圖像可知，T2＞T1，由于溫度低時(shí)氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)更大，所以升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0；

②根據(jù)題目信息，可列出三段式：

；

則υ(N2)=0.5mol/L÷50s=0.01mol·L-1·s-1，

平衡常數(shù)只受溫度影響，故增大壓強(qiáng)，平衡常數(shù)不變；

上述反應(yīng)的平衡常數(shù)為，

若開(kāi)始時(shí)向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，設(shè)N2的轉(zhuǎn)化濃度為xmol/L，則可列出三段式：

，

，

解得，

則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為；

（2）①左室通入稀硫酸和二氧化硫，流出濃硫酸，可知二氧化硫發(fā)生氧化反應(yīng)，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為SO2＋2H2O－2e－=2H＋＋SO42－；

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，同時(shí)有SO32-生成，則反應(yīng)方程式為，該反應(yīng)中氧化劑為二氧化氮，還原劑為S2O42-，氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2；

（3）設(shè)混合后溶液的體積為VL，溶液中的電荷守恒為，由于溶液呈中性，則，所以2c（Ba2+）=c（CH3COO-）=mol/L，根據(jù)物料守恒，c（CH3COOH）=mol/L，Ka===×10-7。