Question

【題目】NO2是大氣污染物，但只要合理利用也是重要的資源。回答下列問題：

(1)NO2可以被NaOH溶液捕獲生成兩種鈉鹽，溶液呈堿性，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式______________，已知常溫下，HNO2的電離平衡常數(shù)為Ka=5.0×10-4，則0.1mo/L NaNO2中c(OH-)=_____________(已知)

(2)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步，反應(yīng)情況如下表：

反應(yīng)	速率表達(dá)式	反應(yīng)熱
反應(yīng)I：2NO(g) N2O2(g)(快)	，	△H1<0
反應(yīng)II：N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢)	，	△H2<0

反應(yīng)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的△H______(用△H1、△H2表示)。一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)，若升高溫度，K將____(填“增大”、“減小”或“不變”)，平衡常數(shù)的表達(dá)式K=____(用、、、表示)

(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)關(guān)系為：υ(N2O4)=k1· p(N2O4)，υ(NO2)=k2· p(NO2)，其中、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)出的點中，能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)對應(yīng)的兩個點是___________

(4)NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，其原理如圖，該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。Y的化學(xué)式為____________

Answer 1

【答案】2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O 1.414×10-6mol/L △H1+△H2 減小 k1正k2正/k1逆k2逆 BD N2O5

【解析】

（1）NO2和NaOH溶液反應(yīng)生成生成兩種鈉鹽，必然是NO2的歧化反應(yīng)，根據(jù)元素守恒可知兩種鹽為NaNO3、NaNO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，HNO2為弱酸，0.1mo/LNaNO2中，根據(jù)NO2-+H2OOH-+HNO2可知，c（HNO2）c（OH-）/c（NO2-）= c（HNO2）c（OH-）c（H+）/[c（NO2-）c（H+）]=Kw/Ka=c2（OH-）/c（NO2-）=1.0×10-14/（5×10-4）=2×10-11，其中c（NO2-）=0.1mol/L，故c（OH-）=1.414×10-6mol/L，故答案為：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O ；1.414×10-6mol/L。

（2）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；由于△H1、△H2均<0，則反應(yīng)2NO（g）+O2（g）2NO2（g）為放熱反應(yīng)，所以升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小；反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時，υ1正=υ1逆、υ2正=υ2逆，所以υ1正×υ2正=υ1逆×υ2逆，即k1正c2（NO）×k2正c（N2O2）c（O2）=k1逆c（N2O2）×k2逆c2（NO2），則是K=c2（NO2）/[c（N2O2）c（O2）]=k1正k2正/k1逆k2逆；

故答案為：△H1+△H2；減小；k1正k2正/k1逆k2逆。

（3）反應(yīng)N2O4（g）2NO2（g）達(dá)到平衡時N2O4、NO2的消耗速率之比應(yīng)為1:2，根據(jù)圖像，能表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的對應(yīng)的兩個點是B和D，

故答案為：BD。

（4）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，NO2作燃料、O2作氧化劑，所以石墨I為負(fù)極、石墨II為正極，石墨I電極上生成氧化物Y，因為負(fù)極上失電子，所以Y是N2O5，

故答案為：N2O5。