Question

19．在2L密闭容器内，80℃时反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），反应体系中，n（NO）随时间t的变化如表

时间t（s）	0	1	2	3	4	5
n（NO）（mol）	0.020	0.010	0.008	0.007	0.007	0.007

（1）上述反应在第5s时，NO的转化率为65%．
（2）如图1表示NO₂变化曲线的是b．（填字母）．

（3）能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是c．
a．及时分离出NO₂气体      b．适当升高温度
c．增大O₂的浓度               d．选择高效催化剂
e．等温等容时，充入氦气     f．等温等压时充入氦气
（4）若将2mol NO和1mol O₂充入两个密闭容器中，保持一定温度进行反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），在恒压条件下达到平衡时生成amol NO₂，在恒容条件下达到平衡时生成bmol NO₂，则a、b的关系是：a＞b
（5）某化学小组构想将汽车尾气（NO、NO₂）转化为重要的化工原料HNO₃，其原理如下图2所示，其中A、B为多孔材料．下列说法正确的是D
A．电解质溶液中电流的方向由B到A，电子的流向与之相反
B．该电池工作时，每转移4mol电子，消耗22.4L O₂
C．电极B附近的c（NO₃^-）增大
D．电极A表面反应之一为NO-3e^-+2H₂O═NO₃^-+4H⁺．

Answer 1

分析 （1）NO的转化率=$\frac{NO的转化量}{NO的起始量}$×100%；
（2）根据表格知，随着反应的进行，一氧化氮的物质的量减小，则平衡向正反应方向移动，二氧化氮的物质的量逐渐增大，根据一氧化氮和二氧化氮之间转化关系式计算平衡时二氧化氮的物质的量，从而确定曲线；
（3）为使该反应的反应速率增大，可采用增大压强、升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度等方法，再结合平衡移动原理分析解答；
（4）在恒压条件下反应进行过程中压强增大，和恒容条件下比较，相当正向于在恒容条件下达到平衡后加压平衡正向进行；
（5）该原电池中，氮氧化物失电子发生氧化反应，电极反应式之一为NO-3e^-+2H₂O═NO₃^-+4H⁺，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，再结合氧气和转移电子之间的关系式计算．

解答 解：（1）在第5s时，NO的转化率为$\frac{0.02mol-0.007mol}{0.02mol}×100%$=65%；
故答案为：65%；
（2）根据表格知，随着反应的进行，一氧化氮的物质的量减小，则平衡向正反应方向移动，二氧化氮的物质的量逐渐增大，当反应达到平衡状态时，参加反应的n（NO）=（0.020-0.007）mol=0.013mol，根据二氧化氮和一氧化氮的关系式知，平衡状态时生成n（NO₂）等于参加反应的n（NO），所以为0.013mol，c（NO₂）=$\frac{0.013mol}{2L}$=0.0065mol/L，故表示NO₂的变化的曲线是b；
故答案为：b；
（3）a．及时分离除NO₂气体平衡向右移动，但反应速率减小，故错误；    
b．适当升高温度，反应速率增大但不确定平衡移动方向，故错误；
c．增大O₂的浓度反应速率增大，且该反应向正反应方向移动，故正确；         
d．选择高效催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，故错误；
e．等温等容时，充入氦气，各物质的分压没有变化，所以反应速率不变，平衡不移动，故错误；     
f．等温等压时充入氦气，容器的体积变大，相当于减压，反应速率减小，平衡逆向移动，故错误；
故选c；
（4）若将2molNO和1molO₂充入两个密闭容器中，保持一定温度进行反应：2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g），在恒压条件下达到平衡时生成amolNO₂，在恒容条件下达到平衡时生成bmolNO₂，在恒压条件下反应进行过程中压强增大，和恒容条件下比较，相当正向于在恒容条件下达到平衡后加压平衡正向进行，则a与b的关系是：a＞b，
故答案为：a＞b；
（5）A、电子不经过电解质溶液，电解质溶液导电是溶液中阴阳离子得定向移动，故A错误；
B、该电池工作时，正极上氧气得电子发生还原反应，温度和压强未知，导致22.4L氧气的物质的量未知，故B错误；
C、B电极上电极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，有水生成，硝酸根离子不参加反应，所以硝酸根离子的物质的量不变，溶液体积增大，所以硝酸根离子浓度减小，故C错误；
D、该原电池中，通入氮氧化物的电极是负极，负极上失电子发生氧化反应，电极A表面反应之一为NO-3e^-+2H₂O═NO₃^-+4H⁺，故D正确；
故答案为：D．

点评 本题考查了图象变化分析判断、化学平衡状态的判断、化学反应速率的计算、化学平衡影响因素分析、转化率计算、原电池原理，涉及电极反应式的书写、离子的移动方向判断等知识点，题目难度中等，（5）易错选项是AB，电子不进入溶液中，气体摩尔体积的适用范围及适用条件，为易错点．