Question

【題目】NO2、CO、CO2是對環(huán)境影響較大的氣體，對它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

（1）如圖所示，利用電化學原理將NO2 轉化為重要化工原料C。

若A為NO2，B為O2，則負極的電極反應式為___________；

（2）光氣 (COCl2)是一種重要的化工原料，用于農藥、醫(yī)藥、

聚酯類材料的生產，工業(yè)上通過

Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g)制備。左圖為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，右圖為某次模擬實驗研究過程中容器內各物質的濃度隨時間變化的曲線。回答下列問題：

0~6 min內，反應的平均速率v(Cl2)＝ ；

保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質各2mol，則平衡向____________ 方向移動(填“正反應”、“逆反應”或“不”)；

將初始投料濃度變?yōu)?/span>c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、c(COCl2)=______ mol/L，

保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl2的體積分數與上述第6min時Cl2的體積分數相同；

溫度升高，該反應平衡常數變化的趨勢是______；(填“增大”、“減小”或“不變”)

比較第8min反應溫度T（8）與第15min反應溫度T(15)的高低：T（8）_____T(15)

(填“＜”、“＞”或“=”)

Answer 1

【答案】30．（1）NO2-e-+H2O=NO3-+2H+

（2） ①0.15 molL-1min -1 ②平衡正向移動 ③ 0.5 ④ 減小 ⑤＜

【解析】

試題分析：（1）該裝置圖是原電池，利用原電池原理將NO2 轉化為重要化工原料C，因為A為NO2，B為O2，電解質為酸溶液，則C為硝酸，在負極，NO2失電子生成硝酸，所以負極的電極反應式為NO2-e-+H2O= NO3-+2H+。

（2）①根據圖像可知，在0-6 min內，氯氣的濃度減小了1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則反應的平均速率v(Cl2)=0.9mol/L÷6min=0.15 molL-1min -1.

②根據圖像提供的數據，化學平衡常數為K=0.9÷（0.3×0.1）=30，假設容器體積為1L，保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質各2mol，Q=2.9÷（2.3×2.1）<30，平衡向正反應方向移動。

③最終達到化學平衡時，Cl2的體積分數與上述第6min時Cl2的體積分數相同，說明這兩種狀態(tài)屬于等效平衡狀態(tài)，若初始投料濃度變?yōu)?/span>c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、根據等效平衡理論，c(COCl2)=1.2-0.7=0.5mol/L，

④根據圖像可知，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，則化學平衡常數減小。

⑤第8min時反應處于平衡狀態(tài)，在第10min時，CO和氯氣的濃度增大，COCl2的濃度減小，說明平衡向逆反應方向移動，根據上述分析，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，所以T（8）< T(15)。