Question

【題目】汽車尾氣中的NO(g) 是導致光化學煙霧和破壞臭氧層的重要源頭之一。現擬用下列方法處理NO，根據題意回答下列問題：

(1)采用某種催化劑催化分解NO，發生反應2NO(g)N2(g)+O2(g)，在T1℃ 和T2℃時(T1>T2)NO的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。

① 反應 2NO(g)N2(g)+O2(g) 為(填“吸熱”或“放熱”)____________反應。

② T2℃時，反應的平衡常數K=__________(保留2位小數)。

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

④ 比較a、b處反應速率大小：va(正)________ vb(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知反應速率 v正=k正x2(NO)，v逆=k逆 x(N2)·x(O2)，k正、k逆 分別為正、逆向反應速率常數，x為物質的量分數，計算b點處v(正)/v(逆)=__________(保留1位小數)。

(2)臭氧也可用于處理NO．O3氧化NO結合水洗可產生HNO3和O2，寫出該反應的化學方程式___________________，每生成1mol的HNO3轉移_______mol電子．

Answer 1

【答案】放熱 0.02 移走生成物 大于 1.3 3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2 3

【解析】

(1) ①根據圖像分析，溫度越高，化學反應速率越快，越先達到平衡，從圖像看出溫度高時NO轉化率低，所以反應 2NO(g)N2(g)+O2(g)為放熱反應；

② T2℃時，根據圖像可以知道NO的平衡轉化率為22%，三行式法計算平衡常數；

③溫度一定時，可減少生成物濃度，平衡正向移動，提高轉化率；壓強對此反應無影響；

④溫度越高，化學反應速率越快，比較a、b處反應速率大小；根據平衡常數計算 k正、k逆的關系，再根據b點計算v(正)/v(逆)；

(2)O3氧化NO結合水洗可產生HNO3和O2，寫出化學方程式；O3氧化NO結合水洗可產生HNO3和O2，轉移電子數=化合價升高數，NO轉化為HNO3 ，化合價升高3，每生成1mol的HNO3轉移3mol電子。

(1) ①根據圖像分析，溫度越高，化學反應速率越快，越先達到平衡，從圖像看出溫度高時NO轉化率低，所以反應 2NO(g)N2(g)+O2(g)為放熱反應；

正確答案：放熱反應。

② T2℃時，根據圖像可以知道NO的平衡轉化率為22%，三行式法計算平衡常數；

2NO(g)N2(g)+O2(g)

C（初） 1 0 0

△C 0.22 0.11 0.11

C（末） 0.78 0.11 0.11

K= ≈0.02；

正確答案：0.02。

③溫度一定時，可減少生成物濃度，平衡正向移動，提高轉化率；壓強對此反應無影響；

正確答案：移走生成物。

④溫度越高，化學反應速率越快，所以va(正)大于vb(逆)；根據平衡常數計算 k正、k逆的關系，再根據b點計算v(正)/v(逆)；

T2℃時，平衡時v(正)= v(逆)， 即k正x2(NO)平衡 =k逆 x(N2)平衡·x(O2)平衡，得k (正)/ k (逆)= x(N2)平衡·x(O2)平衡/ x2(NO)平衡=K=0.02(提示:前面計算所得);

b點時NO轉化率為20%,列三行式

2NO(g)N2(g)+O2(g)

C（初） 1 0 0

△C 0.20 0.10 0.10

C（末） 0.80 0.10 0.10

b點處v(正)/v(逆)= k正x2(NO)/ (k逆 x(N2)·x(O2))=×=0.02×64=1.3

正確答案: 大于 1.3。

(2) O3氧化NO結合水洗可產生HNO3和O2，寫出化學方程式3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2；O3氧化NO結合水洗可產生HNO3和O2，轉移電子數=化合價升高數，NO轉化為HNO3 ，化合價升高3，每生成1mol的HNO3轉移3mol電子。

正確答案：3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2 3。