Question

【題目】研究、、等的處理方法對環境保護有重要意義。

（1）科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成和，其反應為：

①為了研究外界條件對該反應的影響，進行下表三組實驗，測得不同時刻NO的濃度（c）隨時間變化的趨勢如圖1所示。1、2、3代表的實驗編號依次是________。（已知在使用等質量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。）

實驗溫度NO初始濃度O初始濃度催化劑比表面積催化劑用量編號（℃）

實驗 編號	溫度 （℃）	NO初始濃度	CO初始濃度	催化劑比表面積	催化劑用量 （g）
Ⅰ	280			82	50
Ⅱ	280			124	50
Ⅲ	350			124	50

②圖2表示NO的平衡轉化率（a）隨溫度、壓強變化的示意圖。X表示的是________，理由是________；Y表示的是________，且Y1________Y2（填“>”或“<”）。

（2）一定溫度下，將與以體積比1：2置于密閉容器中發生反應，達到平衡時的體積分數為25％。該反應的平衡常數________。

（3）利用原電池反應可實現的無害化，總反應為，電解質溶液為堿性。工作一段時間后，該電池負極區附近溶液pH________（填“變大”、“變小”或“不變”），正極電極反應式為________。

Answer 1

【答案】Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ 溫度 該反應為放熱反應，溫度升高平衡向左移動， 降低：該反應為氣體分子數減小的反應，壓強增大，平衡向右移動，增大 壓強 < 1.8 變小

【解析】

（1）①根據溫度和催化劑對反應速率的影響及平衡的移動，結合圖象和表格來判斷；
②反應為氣體分子數減少的反應，增大壓強，有利于反應正向進行，結合反應的焓變分析溫度變化對化學平衡的影響；
（2）設NO2與SO2的物質的量分別為1mol、2mol，容器體積為1L，則
NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）
開始 1 2 0 0
轉化 x x x x
平衡 1-x 2-x x x
達到平衡時SO3的體積分數為25%，則

解得x=0.75mol/L，
結合K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比計算。
（3）正極上是二氧化氮得到電子發生還原反應，負極上是氨氣失電子發生氧化反應，結合電極反應分析判斷。

①溫度越高，反應速率越快，催化劑能改變反應速率，但不改變平衡狀態，由圖1可知，反應3的速率最快，反應1的速率比反應2的速率快，達到平衡時反應物的轉化率相同，圖表中反應Ⅲ的溫度最高且催化劑的表面積最大，則反應3為Ⅲ，而Ⅱ與Ⅰ比較溫度相同，但Ⅱ催化劑的表面積大，即Ⅱ的反應速率比Ⅰ快，但平衡狀態相同，可知反應1為Ⅱ，反應2為Ⅰ，

故答案為Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ；

②反應為氣體分子數減少的反應，增大壓強，有利于反應正向進行，反應焓變△H<0，正反應放熱，降低溫度有利于反應正向進行，當反應逆向進行時，NO轉化率降低，則可采取的措施有升高溫度或降低壓強，因此條件為溫度，則Y表示壓強，控制溫度相同時，壓強越大，NO轉化率越高，則Y1<Y2，

故答案為溫度；該反應為放熱反應，溫度升高，平衡向左移動，α(NO)降低；該反應為氣體分子數減小的反應，壓強增大，平衡向右移動，α(NO)增大；壓強；<；

(2)設NO2與SO2的物質的量分別為1mol、2mol，容器體積為1L，則

NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)

開始 1 2 0 0

轉化 x x x x

平衡 1x 2x x x

達到平衡時SO3的體積分數為25%，則，解得x=0.75mol/L，

該反應的平衡常數，

故答案為1.8；

(3)原電池工作時，負極發生氧化反應，正極發生還原反應，根據電極總反應6NO2+8NH3=7N2+12H2O，可知正極上是二氧化氮得到電子發生還原反應，電極反應為：2NO2+8e+4H2O=N2+8OH，該電池正極區附近溶液pH增大，

故答案為變大； 2NO2+8e+4H2O=N2+8OH。