Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量，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)汽車內燃機工作時會引起N2和O2的反應：N2+O22NO，是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。

①在T1、T2溫度下，一定量的NO發生分解反應時N2的體積分數隨時間變化如圖所示，根據圖像判斷反應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秒后達到平衡，測得NO的物質的量為2mol，則該反應的速率υ(N2)=_______________。該溫度下，若增大壓強此反應的平衡常數將______（填“增大”“減小”“不變”“無法確定”）若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，則達到平衡后N2的轉化率為____________。

(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陽極的電極反應式為_____________________。

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉化為無害氣體，同時有SO32-生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_______________。

(3)一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除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，充分反應后，溶液呈中性，則醋酸的電離常數Ka=______________________(用含a和b的代數式表示)。

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“先拐先平速率大”來分析圖像而后解題。

②用三段式計算，化學平衡常數只與溫度有關。

（2）根據反應類型判斷陰、陽極及相應的電極反應。根據得失電子守恒計算。

（3）根據電荷守恒、物料守恒和電離平衡常數的表達式計算。

（1）①由圖像可知，T2＞T1，由于溫度低時氮氣的體積分數更大，所以升高溫度平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應，即△H＞0；

②根據題目信息，可列出三段式：

；

則υ(N2)=0.5mol/L÷50s=0.01mol·L-1·s-1，

平衡常數只受溫度影響，故增大壓強，平衡常數不變；

上述反應的平衡常數為，

若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，設N2的轉化濃度為xmol/L，則可列出三段式：

，

，

解得，

則氮氣的轉化率為；

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

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉化為無害氣體，同時有SO32-生成，則反應方程式為，該反應中氧化劑為二氧化氮，還原劑為S2O42-，氧化劑與還原劑物質的量之比為1:2；

（3）設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，根據物料守恒，c（CH3COOH）=mol/L，Ka===×10-7。