Question

【題目】合理利用或轉(zhuǎn)化NO2、SO2、CO、NO等污染性氣體是人們共同關(guān)注的課題。

Ⅰ．某化學(xué)課外小組查閱資料后得知:2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步：

①2NO(g)N2O2(g)(快) v1正=k1正·c2(NO)，v1逆=k1逆·c(N2O2)　H1<0

②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)　 v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆=k2逆·c2(NO2) H2<0

請回答下列問題：

（1）反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的H＝________________(用含H1和H2的式子表示)。一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常數(shù)的表達(dá)式K＝_____________________。

（2）決定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反應(yīng)速率是反應(yīng)②，反應(yīng)①的活化能E1與反應(yīng)②的活化能E2的大小關(guān)系為E1________E2(填“>”、“<”或“=”)。

Ⅱ．（3）反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)有如下關(guān)系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)。其中k1、k2是與溫度有關(guān)的常數(shù)。一定溫度下，相應(yīng)的速率與壓強(qiáng)關(guān)系如圖所示，在圖中標(biāo)出的點(diǎn)中，能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的兩個(gè)點(diǎn)是_______________，理由是__________________________________________________________________________________________。

（4）在25℃時(shí)，將a mol·L－1的氨水溶液與0.02 mol·L－1 HCl溶液等體積混合后溶液恰好呈中性（忽略溶液混合后體積的變化），用含a的表達(dá)式表示250C時(shí)NH3·H2O的電離常數(shù)Kb＝_________________。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%，密度為0.93 g/cm3的氨水，配制200 mL a mol·L－1的氨水溶液，所需原氨水的體積V＝___________mL。

（5）如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42－。物質(zhì)A的化學(xué)式為_________，陰極的電極反應(yīng)式是__________________________。

Answer 1

【答案】 △H1+△H2 < BD 圖中只有D點(diǎn)NO2的消耗速率是B點(diǎn)N2O4的消耗速率的2倍，所以表示達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是BD (2×10-9 )/（a-0.02） 21.5a或200a/9.3或2000a/93 H2SO4 NO+6H++5e-=NH4++H2O

【解析】Ⅰ.（1）①2NO（g）N2O2（g）；②N2O2（g）+O2（g）2NO2（g），而目標(biāo)反應(yīng)2NO（g）+O2（g）2NO2（g）的△H=①+②=△H1+△H2，由反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，即k1正c2（NO）×k2正c（N2O2）c（O2）=k1逆c（N2O2）×k2逆c2（NO2），則是K=；

（2）因?yàn)闆Q定2NO（g）+O2（g）2NO2（g）速率的是反應(yīng)②，所以反應(yīng)①的活化能E1遠(yuǎn)小于反應(yīng)②的活化能E2；

II .（3）滿足平衡條件υ（NO2）=2υ（N2O4）即為平衡點(diǎn)，B、D點(diǎn)的壓強(qiáng)之比等于其反應(yīng)速率之比為1：2，所以B、D為平衡點(diǎn)；

（3）反應(yīng)后溶液中c（NH4+）=c（Cl-）=0.01mol/L，c（NH3H2O）=mol/L-c（NH4+）=mol/L，c（OH-）=10-7mol/L，則Kb===(2×10-9 )/（a-0.02）；設(shè)氨水的體積為VmL，則根據(jù)稀釋定律可知：V×0.93g·cm-3×17%=amol·L-1×0.2L，解得V=21.5a mL。

（4）NO得電子生成銨根，離子方程式為NO+5e-+6H+=NH4++H2O，為陰極反應(yīng)，陽極上SO2失電子形成硫酸。