题目内容

12．NO能引起光化学烟雾，破坏臭氧层．处理NO有多种方法，请根据题意回答下列问题：
Ⅰ．利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：
2NO（g）+2CO（g）$\stackrel{催化剂}{?}$  2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ/mol
为了测定某催化剂作用下的反应速率，在一定温度下，向某恒容密闭容器中充入等物质的量的NO和CO发生上述反应．用气体传感器测得不同时间NO浓度如表：
时间（s）01234…
c（NO）/mol•L-11.00×10-34.00×10-41.70×10-41.00×10-41.00×10-4…
（1）前2s内的平均反应速率υ（N2）=2.08×10-4mol/（L•s）（保留3位有效数字，下同）；计算此温度下该反应的K=3.65×106．
（2）达到平衡时，下列措施能提高NO转化率的是BD．（填字母序号）
A．选用更有效的催化剂B．降低反应体系的温度
C．充入氩气使容器内压强增大D．充入CO使容器内压强增大
（3）已知N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol；则CO的燃烧热为284kJ/mol或△H=-284kJ/mol．
Ⅱ．臭氧也可用于处理NO．
（4）O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，每生成1mol的HNO3转移3mol电子．
（5）O3可由电解稀硫酸制得，原理如图．图中阴极为B（填“A”或“B”），阳极（惰性电极）的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+．

分析 Ⅰ．（1）根据表格中数据算出前2s内的平均反应速率υ（NO）=（1.00×10-3-1.70×10-4 ）÷2=4.15×10-4mol/（L•s），根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，υ（N2）=1/2υ（NO）=2.08×10-4 mol/（L•s）；由表格数据看出第3s后c（NO）不变则达平衡，此时c（CO）=1.00×10-4mol•L-1，c（CO2）=1.00×10-3mol•L-1 -1.00×10-4mol•L-1=9.00×10-4mol•L-1，c（N2）=1/2c（CO2）=4.50×10-4mol•L-1，根据K=c（CO2）2×c（N2）/（c（NO）2×c（CO）2）=3.65×106，
（2）达到平衡时，要提高NO转化率，即改变条件要使平衡正向移动，
A．选用更有效的催化剂，平衡不移动，故A错误；
B．降低反应体系的温度，该反应为放热反应，正向移动，故B正确；
C．充入氩气使容器内压强增大，平衡不移动，故C错误；
D．充入CO使容器内压强增大，相当于增大CO浓度，平衡正向移动，NO转化率提高，故D正确．
（3）由已知方程①2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ/mol及②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol．根据盖斯定律①÷2+②÷2得CO的燃烧热的热化学方程式为CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=（-748kJ/mol）÷2+（+180kJ/mol）÷2=-284 kJ/mol；
Ⅱ．（4）O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，转移电子数=化合价升高数，NO转化为HNO3 ，化合价升高3，每生成1mol的HNO3转移3mol电子
（5）根据已知图，A极出来的是O3，B极出来的是H2，说明A极发生的氧化反应为阳极，B极发生还原反应为阴极，阳极（惰性电极）的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+

解答 解Ⅰ．（1）根据表格中数据算出前2s内的平均反应速率υ（NO）=（1.00×10-3-1.70×10-4 ）÷2=4.15×10-4mol/（L•s），根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，υ（N2）=1/2υ（NO）=2.08×10-4 mol/（L•s）；由表格数据看出第3s后c（NO）不变则达平衡，此时c（CO）=1.00×10-4mol•L-1，c（CO2）=1.00×10-3mol•L-1 -1.00×10-4mol•L-1=9.00×10-4mol•L-1，c（N2）=1/2c（CO2）=4.50×10-4mol•L-1，根据K=c（CO2）2×c（N2）/（c（NO）2×c（CO）2）=3.65×106，
故答案为：2.08×10-4 mol/（L•s）；3.65×106．
（2）达到平衡时，要提高NO转化率，即改变条件要使平衡正向移动，
A．选用更有效的催化剂，平衡不移动，故A错误；
B．降低反应体系的温度，该反应为放热反应，正向移动，故B正确；
C．充入氩气使容器内压强增大，平衡不移动，故C错误；
D．充入CO使容器内压强增大，相当于增大CO浓度，平衡正向移动，NO转化率提高，故D正确．
故答案为：BD．
（3）由已知方程①2NO（g）+2CO（g）=2CO2（g）+N2（g）△H=-748kJ/mol及②N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ/mol．根据盖斯定律①÷2+②÷2得CO的燃烧热的热化学方程式为CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=（-748kJ/mol）÷2+（+180kJ/mol）÷2=-284 kJ/mol，
故答案为：284 kJ/mol或△H=-284kJ/mol．
Ⅱ．（4）O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2，转移电子数=化合价升高数，NO转化为HNO3 ，化合价升高3，每生成1mol的HNO3转移3mol电子
（5）根据已知图，A极出来的是O3，B极出来的是H2，说明A极发生的氧化反应为阳极，B极发生还原反应为阴极，阳极（惰性电极）的电极反应式为3H2O-6e-=O3+6H+，
故答案为：3H2O-6e-=O3+6H+．

点评 本题考查了反应速率、平衡常数、转化率的计算，反应能量变化的分析判断和热化学方程式的书写，化学平衡的影响因素分析应用，平衡常数计算，电极方程式的书写等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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②过程Ⅲ的系列操作包括浓缩结晶，过滤，洗涤，烘干．
③写出过程Ⅲ的离子方程式2AsO43-+2SO2+2H+═As2O3+2SO42-+H2O，
过程Ⅲ中，酸性越强，As2O3的产率越高，请解释其原因酸性越强，物质的氧化性或者还原性可能增强；增加氢离子浓度平衡正向移动促进反应的进行，有利于提高As2O3的产率．
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6．某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10-7mol•L-1，则c（OH-）=2.0×10-7mol•L-1，此时溶液的温度高于（填“高于”“低于”或“等于”）25℃．

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