Question

6．各种污染日趋严重，防止污染、改善水质的主要措施是对废气，废水进行处理．
（1）大气污染物中，形成光化学烟雾的主要物质是NO₂
（2）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
则汽车尾气处理的反应之一：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5KJ/mol
（3）将0.20mol NO和0.10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应：2NO（g）+2CO（g）?
N₂（g）+2CO₂（g），反应过程中部分物质的浓度变化如图1所示：
①反应从开始到9min时，用CO₂表示该反应的速率是$\frac{0.04}{9}$mol/（L•min）
②第12min时改变的条件是升温（填“升温或降温”）．
③第18min时建立新的平衡，此温度下的平衡常数为$\frac{{{{0.02}^2}×0.01}}{{{{0.18}^2}×{{0.08}^2}}}$（列计算式），第24min时，若保持温度不变，再向容器中充入CO和N₂各0.060mol，平衡将逆向移动（填“正向”、“逆向”或“不”）．
（4）含有乙酸钠和对氯苯酚（）的酸性废水，可利用微生物电池法除去，其原理如图2所示
①B是电池的负极（填“正”或“负”）；
②酸性条件下，A极的电极反应式为Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-
③设电极两边溶液分别为1L，反应一段时间后，A极区溶液的pH从4变到1，此过程中处理的乙酸钠的质量为2.05g．

Answer 1

分析 （1）根据酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨来分析；
（2）根据盖斯定律来计算；
（3）①图象分析可知一氧化碳浓度变化为0.04mol/L，二氧化碳生成浓度为0.04mol/L，反应速率v=$\frac{△c}{△t}$计算；
②图象分析判断12min后反应物浓度增大，生成物浓度减小，说明平衡逆向进行，反应是放热反应，升温改变符合图象变化；
③依据图象读出平衡浓度，结合平衡常数概念计算平衡常数，再加入物质浓度，可以利用浓度商计算和平衡常数比较判断反应进行的方向；
（4）①根据原电池中阳离子的移动方向确定正负极；
②根据电解池的工作原理结合电极反应来回答判断；
③根据电极反应式结合电子得失守恒来计算．

解答 解：（1）酸雨分为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，形成硫酸型酸雨的原因是SO₂的排放，硝酸型酸雨的形成是由于NO₂的排放，大气污染物中，形成光化学烟雾的主要物质是NO₂，
故答案为：NO₂；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H═+180.5kJ•mol^-1：
          ②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H═-221.0kJ•mol^-1
          ③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H═-393.5kJ•mol^-1
由盖斯定律可知，将2×③-①-②可得：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=（-393.5kJ•mol^-1）×2-（+180.5kJ•mol^-1）-（-221.0kJ•mol^-1）=-746.5KJ/mol
故答案为：-746.5KJ/mol；
（3）①反应从开始到9min时，图象分析可知一氧化碳浓度变化为0.04mol/L，二氧化碳生成浓度为0.04mol/L，用CO₂表示该反应的速率=$\frac{0.04}{9}$mol/（L•min），
故答案为：$\frac{0.04}{9}$mol/（L•min）；
②图象分析可知12min后一氧化氮和一氧化碳浓度增大，氮气浓度减小，说明平衡逆向进行，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，符合图象变化，
故答案为：升温；
③依据图象分析，18min时平衡状态下物质的浓度为c（NO）=0.18mol/L，c（CO）=0.08mol/L，c（N₂）=0.01mol/L，c（CO₂）=0.02mol/L，反应的平衡常数依据平衡常数概念计算，2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$=$\frac{0.0{2}^{2}×0.01}{0.1{8}^{2}×0.0{8}^{2}}$；若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、NO各0.060mol，浓度商计算Qc=$\frac{0.0{2}^{2}×0.07}{0.1{8}^{2}×0.1{4}^{2}}$=0.044＞K，平衡逆向进行，
故答案为：$\frac{0.0{2}^{2}×0.01}{0.1{8}^{2}×0.0{8}^{2}}$；逆向；
（4）①原电池中氢离子的移动方向是从负极流向正极，所以B是电池的负极，
故答案为：负；
②A是正极，正极上发生得电子的还原反应：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-，
故答案为：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-；
③由图2可知，A极即正极反应为：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-，A极区溶液体积为1L，pH从4变到1，故△n（H⁺）=0.1mol，则知A极得0.2mol电子，根据正负极得失电子数相等可知，负极失去的电子数也为0.2mol，根据负极反应：CH₃COO^--8e^-+2H₂O=2CO₂+7H⁺，可知，处理掉的乙酸钠的物质的量为$\frac{0.2}{8}$mol，故质量为：$\frac{0.2}{8}$×82g/mol=2.05g．
故答案为：2.05g．

点评 本题涉及电解池和原电池的工作原理以及应用的考查，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度中等．