题目内容
【题目】控制含碳、氮、硫的化合物等大气污染物对打造宜居环境具有重要意义。
(1)已知反应
的
分子中化学键断裂时分别需要吸收
的能量,则
分子中化学键断裂时需要吸收的能量为______kJ。
(2)用
消除
污染的反应原理如下:
,不同温度条件下,
与NO的物质的量之比分别为
时,得到
脱除率曲线如图所示:
![]()
曲线
对应
与
的物质的量之比是_______。
②曲线
中
的起始浓度为
,从
点到
点经过
,该时间段内
的脱除速率为_________________
。
(3)已知常温下电离平衡常数:
的
的
。
①溶液中下列微粒可以大量共存的是___________(填字母)。
a.
b.
c.![]()
②常温下,某种碳酸钠与碳酸氢钠混合溶液的
,则
_____________。
(4)利用电解法处理高温空气中稀薄的
(
浓度约为
的10倍),装置示意图如图所示,固体电解质可传导
。
![]()
①阴极的电极反应式为_______________。
②消除一定量的
所消耗的电量远远大于理论计算量,可能的原因是(不考虑物理因素)__________。
【答案】1112.5
b 0.56或
阴极发生副反应
【解析】
(1)根据热化学方程式及键能进行相关计算;(2)根据反应速率的表达式及平衡移动原理分析解答;(3)根据电离平衡常数及强酸制弱酸的原理分析解答;(4)根据电解原理及电解装置特点分析解答。
(1)根据热化学方程式知,2molN2O完全反应放出热量为163kJ,设
分子中化学键断裂时需要吸收的能量为xkJ,则2molN2O完全反应放出的热量为945kJ×2+498kJ-2x=163kJ,解的x=1112.5kJ,故答案为:1112.5kJ ;
(2)①两种反应物存在的反应,增大一种反应物的量可提高另一种反应物的转化率,根据图象,曲线c的NO脱除率最低,即NO的转化率最低,所以NO的在总反应物中的比例最高,符合的是n(NH3):n(NO)的物质的量之比1:1,故答案为:1:1;
②曲线a中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,根据图象,NO的脱除率从55%上升到75%,则该段时间内NO的脱除量为c=4×10-4mg/m3×(75%-55%)=8×10-5mg/m3,时间间隔为t=0.8s,所以该段时间内NO的脱除速率为=
mg/(m3.s),故答案为:1.0×10-4;
(3)已知常温下电离平衡常数:
的
的
。
①已知Ka越大酸性越强,根据强酸制弱酸原理,酸性较强的能与酸性较弱的酸根离子反应,所以CO32-与HSO3-反应生成HCO3-和SO32-,H2SO3与HCO3-反应生成H2CO3和HSO3-,由于HCO3-的酸性小于HSO3-的酸性,所以HCO3-与SO32-不反应,即b能共存,故答案为:b;
②常温下,某种碳酸钠与碳酸氢钠混合溶液的
,则c(H+)=10-10mol/L,已知
,则
5.60×10-11×10-10=0.56,故答案为:0.56或
;
(4)①阴极是NO得到电子生成O2-和N2,其电极反应式为:
,故答案为:
②因O2浓度约为NO浓度的十倍,且电解装置中下电极板上存在有O2,容易在阴极发生副反应:
,导致耗能远高于理论值,故答案为:阴极发生副反应
。