题目内容
【题目】汽车尾气中的NO(g)是导致光化学烟雾和破坏臭氧层的重要源头之一。现拟用下列方法处理NO,根据题意回答下列问题:
(1)采用某种催化剂催化分解NO,发生反应2NO(g)N2(g)+O2(g),在T1℃和T2℃时(T1>T2)NO的转化率随时间变化的结果如图所示。
①反应2NO(g)N2(g)+O2(g)为____________(填“吸热”或“放热”)反应。
②T2℃时,反应的平衡常数K=__________(保留2位小数)。
③在T1℃下,要提高NO转化率,可采取的措施是_________________________
④比较a、b处反应速率大小:υa(正)________υb(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知反应速率υ正=k正x2(NO),υ逆=k逆x(N2)·x(O2),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算b点处=__________(保留1位小数)。
(2)臭氧也可用于处理NO,O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,若生成1 mol的HNO3则转移_______ mol电子。
(3)O3可由电解稀硫酸制得,原理如下图所示,图中阴极为________(填“A”或“B”),阳极(惰性电极)的电极反应式为___________________________________。
【答案】放热 0.02 设法取走一部分生成物 大于 1.3 3 B 3H2O-6e-=O3↑+6H+
【解析】
(1)由图中可以看出,两条曲线达平衡的时间不同,因为T1>T2,所以先达平衡的曲线为T1℃时的曲线。
①从NO的转化率可以看出,温度低时转化率大,则降温平衡正向移动,由此得出2NO(g)N2(g)+O2(g)的反应热效应。
②T2℃时,NO的转化率为22%,利用三段式建立平衡量关系,可求出反应的平衡常数K。
③在T1℃下,要提高NO转化率,可从改变温度及生成物的浓度寻找措施。
④比较va(正)与vb(逆)时,可从温度分析。先从平衡点,利用v正=v逆求出,然后利用速率公式,计算b点处
。
(2)臭氧也可用于处理NO,O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,若生成1 mol的HNO3,则可利用N元素的价态变化,确定转移电子的物质的量。
(3)O3可由电解稀硫酸制得,阴极生成H2,由此确定图中阴极,阳极发生水失电子生成O3的反应。
(1)由图中可以看出,两条曲线达平衡的时间不同,因为T1>T2,所以先达平衡的曲线为T1℃时的曲线。
①从NO的转化率可以看出,温度低时转化率大,则降温平衡正向移动,由此得出2NO(g)N2(g)+O2(g)为放热反应。答案为:放热;
②T2℃时,由于该反应反应前后化学计量数相等,设NO的起始物质的量为2mol,容器的容积为1L。
反应的平衡常数K==0.02。答案为:0.02;
③在T1℃下,因为加催化剂、改变压强,都不能使平衡发生移动,所以要提高NO转化率,只能从生成物的浓度寻找措施,故可采取的措施是设法取走一部分生成物。答案为:设法取走一部分生成物;
④因为a点的温度高于b点,所以va(正)> vb(逆)。T2℃平衡时v正=v逆,x(NO)=0.78,x(N2)=x(O2)=0.11,则k正×0.782=k逆×0.11×0.11,则=0.02;在b点时,三段式关系如下:
此时x(NO)=0.8,x(N2)=x(O2)=0.1,b点时,=
=0.02×82=1.3。答案为:>;1.3;
(2)O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,反应方程式为3O3+2NO+H2O=2HNO3+3O2,若生成1 mol的HNO3,则N元素由+2价升高到+5价,转移电子的物质的量为3mol。答案为:3;
(3)O3可由电解稀硫酸制得,阴极生成H2,由此确定图中阴极为B,A为阳极,阳极发生反应为3H2O-6e-=O3↑+6H+。答案为:B;3H2O-6e-=O3↑+6H。
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【题目】25℃时,物质的量浓度均为0.1molL-1的几种盐溶液的pH如表:
序号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
溶液 | NH4Cl | CH3COONH4 | NaHCO3 | NaX | Na2CO3 |
pH | 5 | 7 | 8.4 | 9.7 | 11.6 |
(1)用离子方程式解释溶液⑤能去除油污的原因_____。
(2)写出溶液④中通少量CO2的离子方程式:_____。
(3)25℃时,溶液①中,由水电离产生的c(H+)=_____molL﹣1,
(4)①0.100molL-1NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是__________(填化学式);②CH3COOH与NaOH反应后的溶液中存在:c(Na+)<c(CH3COO-),该溶液呈_________性(填“酸”“碱”或“中”),该溶液的溶质是______。(填化学式)
(5)下列说法正确的是_____。
a.c(NH4+):①>②
b.物质的量浓度和体积均相等的NaCl和NaX两种溶液中,离子总数相等
c.等体积的③和⑤形成的混合溶液中:c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1molL-1
d.将pH相同的CH3COOH和HX溶液加水稀释相同倍数,HX溶液的pH变化小
(6)某同学欲用0.1molL-1 CaCl2溶液来鉴别溶液③和⑤,当他将CaCl2溶液滴入装有溶液③的试管中时,出现了意想不到的现象:试管中出现了白色沉淀,并伴有气体生成。试解释产生上述现象的原因:_____。