Question

【题目】NO2是大气污染物，但只要合理利用也是重要的资源。回答下列问题：

(1)NO2可以被NaOH溶液捕获生成两种钠盐，溶液呈碱性，写出反应的化学方程式______________，已知常温下，HNO2的电离平衡常数为Ka=5.0×10-4，则0.1mo/L NaNO2中c(OH-)=_____________(已知)

(2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步，反应情况如下表：

反应	速率表达式	反应热
反应I：2NO(g) N2O2(g)(快)	，	△H1<0
反应II：N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢)	，	△H2<0

反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的△H______(用△H1、△H2表示)。一定温度下，反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，若升高温度，K将____(填“增大”、“减小”或“不变”)，平衡常数的表达式K=____(用、、、表示)

(3)反应N2O4(g) 2NO2(g)，在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强关系为：υ(N2O4)=k1· p(N2O4)，υ(NO2)=k2· p(NO2)，其中、是与温度有关的常数。一定温度下，相应的速率与压强关系如图所示，在图中标出的点中，能表示该反应达到平衡状态对应的两个点是___________

(4)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。Y的化学式为____________

Answer 1

【答案】2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 1.414×10-6mol/L △H1+△H2 减小 k1正k2正/k1逆k2逆 BD N2O5

【解析】

（1）NO2和NaOH溶液反应生成生成两种钠盐，必然是NO2的歧化反应，根据元素守恒可知两种盐为NaNO3、NaNO2，反应的化学方程式为：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，HNO2为弱酸，0.1mo/LNaNO2中，根据NO2-+H2OOH-+HNO2可知，c（HNO2）c（OH-）/c（NO2-）= c（HNO2）c（OH-）c（H+）/[c（NO2-）c（H+）]=Kw/Ka=c2（OH-）/c（NO2-）=1.0×10-14/（5×10-4）=2×10-11，其中c（NO2-）=0.1mol/L，故c（OH-）=1.414×10-6mol/L，故答案为：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O ；1.414×10-6mol/L。

（2）①2NO（g）N2O2（g）；②N2O2（g）+O2（g）2NO2（g），而目标反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）的△H=①+②=△H1+△H2；由于△H1、△H2均<0，则反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小；反应达平衡状态时，υ1正=υ1逆、υ2正=υ2逆，所以υ1正×υ2正=υ1逆×υ2逆，即k1正c2（NO）×k2正c（N2O2）c（O2）=k1逆c（N2O2）×k2逆c2（NO2），则是K=c2（NO2）/[c（N2O2）c（O2）]=k1正k2正/k1逆k2逆；

故答案为：△H1+△H2；减小；k1正k2正/k1逆k2逆。

（3）反应N2O4（g）2NO2（g）达到平衡时N2O4、NO2的消耗速率之比应为1:2，根据图像，能表示反应达到平衡状态的对应的两个点是B和D，

故答案为：BD。

（4）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，NO2作燃料、O2作氧化剂，所以石墨I为负极、石墨II为正极，石墨I电极上生成氧化物Y，因为负极上失电子，所以Y是N2O5，

故答案为：N2O5。