Question

【题目】汽车尾气中的NO(g)是导致光化学烟雾和破坏臭氧层的重要源头之一。现拟用下列方法处理NO，根据题意回答下列问题：

(1)采用某种催化剂催化分解NO，发生反应2NO(g)N2(g)＋O2(g)，在T1℃和T2℃时(T1>T2)NO的转化率随时间变化的结果如图所示。

①反应2NO(g)N2(g)＋O2(g)为____________(填“吸热”或“放热”)反应。

②T2℃时，反应的平衡常数K＝__________(保留2位小数)。

③在T1℃下，要提高NO转化率，可采取的措施是_________________________

④比较a、b处反应速率大小：υa(正)________υb(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知反应速率υ正＝k正x2(NO)，υ逆＝k逆x(N2)·x(O2)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算b点处＝__________(保留1位小数)。

(2)臭氧也可用于处理NO，O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，若生成1 mol的HNO3则转移_______ mol电子。

(3)O3可由电解稀硫酸制得，原理如下图所示，图中阴极为________(填“A”或“B”)，阳极(惰性电极)的电极反应式为___________________________________。

Answer 1

【答案】放热 0.02 设法取走一部分生成物 大于 1.3 3 B 3H2O-6e-=O3↑+6H+

【解析】

(1)由图中可以看出，两条曲线达平衡的时间不同，因为T1>T2，所以先达平衡的曲线为T1℃时的曲线。

①从NO的转化率可以看出，温度低时转化率大，则降温平衡正向移动，由此得出2NO(g)N2(g)＋O2(g)的反应热效应。

②T2℃时，NO的转化率为22%，利用三段式建立平衡量关系，可求出反应的平衡常数K。

③在T1℃下，要提高NO转化率，可从改变温度及生成物的浓度寻找措施。

④比较va(正)与vb(逆)时，可从温度分析。先从平衡点，利用v正=v逆求出，然后利用速率公式，计算b点处。

(2)臭氧也可用于处理NO，O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，若生成1 mol的HNO3，则可利用N元素的价态变化，确定转移电子的物质的量。

(3)O3可由电解稀硫酸制得，阴极生成H2，由此确定图中阴极，阳极发生水失电子生成O3的反应。

(1)由图中可以看出，两条曲线达平衡的时间不同，因为T1>T2，所以先达平衡的曲线为T1℃时的曲线。

①从NO的转化率可以看出，温度低时转化率大，则降温平衡正向移动，由此得出2NO(g)N2(g)＋O2(g)为放热反应。答案为：放热；

②T2℃时，由于该反应反应前后化学计量数相等，设NO的起始物质的量为2mol，容器的容积为1L。

反应的平衡常数K==0.02。答案为：0.02；

③在T1℃下，因为加催化剂、改变压强，都不能使平衡发生移动，所以要提高NO转化率，只能从生成物的浓度寻找措施，故可采取的措施是设法取走一部分生成物。答案为：设法取走一部分生成物；

④因为a点的温度高于b点，所以va(正)> vb(逆)。T2℃平衡时v正=v逆，x（NO）=0.78，x（N2）=x（O2）=0.11，则k正×0.782=k逆×0.11×0.11，则=0.02；在b点时，三段式关系如下：

此时x（NO）=0.8，x（N2）=x（O2）=0.1，b点时，==0.02×82=1.3。答案为：>；1.3；

(2)O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，反应方程式为3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2，若生成1 mol的HNO3，则N元素由+2价升高到+5价，转移电子的物质的量为3mol。答案为：3；

(3)O3可由电解稀硫酸制得，阴极生成H2，由此确定图中阴极为B，A为阳极，阳极发生反应为3H2O-6e-=O3↑+6H+。答案为：B；3H2O-6e-=O3↑+6H。