题目内容
【题目】对工业废气进行脱硝有多种方法。
（1）用活性炭还原法处理氮氧化物的反应为C(s)＋2NO(g)
N2(g)＋CO2(g)。一定条件下按下表所示条件向体积固定的容器中充入物质发生该反应。
容器 | 温度 | 体积 | C(s) | NO(g) | N2(g) | CO2(g) |
甲 | 600℃ | V L | 1mol | 2mol | 0 | 0 |
乙 | 600℃ | V L | 0 | 0 | 2mol | 2mol |
①下列能说明甲容器中反应达到平衡状态的是_______。
a．容器的压强保持不变 b．v(NO)正＝2v(CO2)逆
c．混合气体的密度保持不变 d．NO、N2、CO2的物质的量之比为2∶1∶1
②关于平衡时的甲、乙两容器，下列说法一定正确的是_______。
a．p(甲)＝p(乙) b．c(NO)甲＝c(CO2)乙
c．2c(CO2)甲＝c(N2)乙 d．体积分数φ(CO2)甲＝φ(N2)乙
（2）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用生成亚硝酰氯(ClNO)，涉及反应如下：4NO2(g)＋2NaCl(s)
2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g) K1 ；2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K2；2NO(g)＋Cl2(g)
2ClNO(g) K3；则K1、K2 、K3之间的关系为K3＝_______
（3）利用O3进行如下脱硝反应：2NO2(g)＋O3(g)
N2O5(g)＋O2(g) ΔH＜0。其他条件一定时，NO2(g)的平衡转化率随温度和压强的变化情况如下图甲所示。X表示_______（填“压强”或“温度”），L1_______L2(填“＜”或“＞”)。
（4）用稀硝酸吸收NOx进行脱硝，得到HNO3和HNO2（弱酸）的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：_______。
【答案】BC CD K22/K1 温度 ＜ HNO22e＋H2O＝3H+＋NO
【解析】
根据反应平衡状态的含义分析判断反应是否达到平衡状态；根据平衡常数表达式分析比较各平衡常数之间的关系；根据勒夏特列原理结合图像分析解答；根据电解原理分析书写电极反应式。
（1）①a．反应前后气体的体积不变，所以反应过程中容器的压强始终保持不变，压强不变不能说明达到平衡，故此项错误；
b．v(NO)正＝2v(CO2)正＝2v(CO2)逆 ，正逆反应速率相等，能说明反应达到平衡状态，故此项正确；
c．根据质量守恒，反应为气体质量减小的反应，所以混合气体的密度保持不变能说明反应达到平衡状态，故此项正确；
d．NO、N2、CO2的物质的量之比为2∶1∶1，不能说明它们的浓度不再改变，也就不能说明达到平衡，故此项错误，故答案为：bc；
②a．若容器乙的体积为甲的2倍，则两容器中反应平衡等效，此时乙的体积与甲相等，则p(甲)＝1/2p(乙)，故此项错误；
b．平衡的转化率未知，则平衡时无法判断平衡只反应物和生成物浓度的相对大小，故此项错误；
c．若容器乙的体积为甲的2倍，则两容器中反应平衡等效，因为两容器体积相等，则平衡时2c(CO2)甲＝2c(CO2)乙，根据反应方程式可得，平衡时c(CO2)乙=c(N2)乙，则2c(CO2)甲＝c(N2)乙 ，故此项正确；
d．因为反应前后气体体积不变，所以两容器中反应平衡时，转化率相同，则体积分数φ(CO2)甲＝φ(N2)乙，故此项正确，故答案为：cd；
（2）由平衡常数表达式得：
，
，
，则
，故答案为：
；
（3）如图所示NO2的转化率降低，说明平衡向逆方向移动。该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆方向移动，所以X为温度，反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正方向移动，所以X不能是压强；相同温度时，压强由L1变为L2，平衡向正方向移动，说明压强增大，即L1＜L2，故答案为：温度； ＜；
（4）电解时，阳极失电子发生氧化反应，HNO2在阳极失电子，氧化生成NO，电极反应式为：HNO22e＋H2O＝3H+＋NO，故答案为：HNO22e＋H2O＝3H+＋NO。
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