Question

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

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

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2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態，寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常數的表達式K＝_____________________。

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

Ⅱ．（3）反應N2O4(g)2NO2(g)，在一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強有如下關系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)。其中k1、k2是與溫度有關的常數。一定溫度下，相應的速率與壓強關系如圖所示，在圖中標出的點中，能表示該反應達到平衡狀態的兩個點是_______________，理由是__________________________________________________________________________________________。

（4）在25℃時，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的表達式表示250C時NH3·H2O的電離常數Kb＝_________________。用質量分數為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分別轉化為NH4+和SO42－。物質A的化學式為_________，陰極的電極反應式是__________________________。

Answer 1

【答案】 △H1+△H2 < BD 圖中只有D點NO2的消耗速率是B點N2O4的消耗速率的2倍，所以表示達到化學平衡狀態的點是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），而目標反應2NO（g）+O2（g）2NO2（g）的△H=①+②=△H1+△H2，由反應達平衡狀態，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）因為決定2NO（g）+O2（g）2NO2（g）速率的是反應②，所以反應①的活化能E1遠小于反應②的活化能E2；

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

（3）反應后溶液中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）；設氨水的體積為VmL，則根據稀釋定律可知：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，陽極上SO2失電子形成硫酸。