Question

【题目】合理利用或转化NO2、SO2、CO、NO等污染性气体是人们共同关注的课题。

Ⅰ．某化学课外小组查阅资料后得知:2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：

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

请回答下列问题：

（1）反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的H＝________________(用含H1和H2的式子表示)。一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示平衡常数的表达式K＝_____________________。

（2）决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反应速率是反应②，反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________E2(填“>”、“<”或“=”)。

Ⅱ．（3）反应N2O4(g)2NO2(g)，在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强有如下关系：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)，v(NO2)＝k2·p2(NO2)。其中k1、k2是与温度有关的常数。一定温度下，相应的速率与压强关系如图所示，在图中标出的点中，能表示该反应达到平衡状态的两个点是_______________，理由是__________________________________________________________________________________________。

（4）在25℃时，将a mol·L－1的氨水溶液与0.02 mol·L－1 HCl溶液等体积混合后溶液恰好呈中性（忽略溶液混合后体积的变化），用含a的表达式表示250C时NH3·H2O的电离常数Kb＝_________________。用质量分数为17%，密度为0.93 g/cm3的氨水，配制200 mL a mol·L－1的氨水溶液，所需原氨水的体积V＝___________mL。

（5）如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42－。物质A的化学式为_________，阴极的电极反应式是__________________________。

Answer 1

【答案】 △H1+△H2 < BD 图中只有D点NO2的消耗速率是B点N2O4的消耗速率的2倍，所以表示达到化学平衡状态的点是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），而目标反应2NO（g）+O2（g）2NO2（g）的△H=①+②=△H1+△H2，由反应达平衡状态，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），则是K=；

（2）因为决定2NO（g）+O2（g）2NO2（g）速率的是反应②，所以反应①的活化能E1远小于反应②的活化能E2；

II .（3）满足平衡条件υ（NO2）=2υ（N2O4）即为平衡点，B、D点的压强之比等于其反应速率之比为1：2，所以B、D为平衡点；

（3）反应后溶液中c（NH4+）=c（Cl-）=0.01mol/L，c（NH3H2O）=mol/L-c（NH4+）=mol/L，c（OH-）=10-7mol/L，则Kb===(2×10-9 )/（a-0.02）；设氨水的体积为VmL，则根据稀释定律可知：V×0.93g·cm-3×17%=amol·L-1×0.2L，解得V=21.5a mL。

（4）NO得电子生成铵根，离子方程式为NO+5e-+6H+=NH4++H2O，为阴极反应，阳极上SO2失电子形成硫酸。