题目内容

17．防止污染、改善水质的主要措施是对废气、废水进行处理．
I．已知汽车尾气处理的反应之一为：2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H＜0．
将0.20mol NO和0.10mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中上述反应，反应过程中部分物质的浓度变化如图1所示．

（1）该反应第一次达平衡时的平衡常数为0.347L•mol-1 ．
（2）第12min时改变的条件是升温（填“升温”、“降温”），判断的依据是因反应速率加快且反应逆向移动，
对放热反应而言，改变条件为升温．
（3）在第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”）．
Ⅱ．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．
（4）A是电池的负极（填“正”或“负”）．
（5）酸性条件下，B极的电极反应式为Cl--OH+2e-+H+═-OH+Cl-．
（6）设电极两边溶液分别为1L，反应一段时间后，B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．（保留三位有效数）（O-16  Na-23  C-12  H-1）

分析 Ⅰ．（1）依据图象读出平衡浓度，结合平衡常数概念计算平衡常数；
（2）12min后反应物浓度增大，生成物浓度减小，说明平衡逆向进行；
（3）根据浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向；
Ⅱ．（4）根据原电池中阳离子的移动方向确定正负极；
（5）B为负极，发生氧化反应；
（6）由电极反应式结合电子得失守恒来计算．

解答 解Ⅰ．（1）：依据图象分析，第一次达到平衡时时平衡状态下物质的浓度为c（NO）=0.16mol/L，c（CO）=0.06mol/L，c（N2）=0.02mol/L，c（CO2）=0.04mol/L，反应的平衡常数K=$\frac{c（{N}_{2}）{c}^{2}（C{O}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$=$\frac{0.02×0.04×0.04}{0.16×0.16×0.06×0.06}$=0.347L•mol-1；
故答案为：0.347L•mol-1；
（2）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；
故答案为：升温；因反应速率加快且反应逆向移动，对放热反应而言，改变条件为升温；
（3）24min时，各物质的浓度为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K=$\frac{0.01×0.0{2}^{2}}{0.1{8}^{2}×0.0{8}^{2}}$=0.019，
若保持温度不变，此时再向容器中充入CO、N2各0.060mol，c（NO）=0.18mol/L，c（CO）=0.14mol/L，c（N2）=0.07mol/L，c（CO2）=0.02mol/L，浓度商计算Qc=$\frac{0.07×0.0{2}^{2}}{0.1{8}^{2}×0.1{4}^{2}}$=0.044＞K，平衡逆向进行，
故答案为：逆向；
Ⅱ（4）原电池中氢离子的移动方向是从负极流向正极，所以B是电池的正极，A位电池的负极，
故答案为：负；
（5）A为负极，发生氧化反应，电极方程式为CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+，B为正极，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-；
（6）由图2可知，B极即正极反应为：Cl--OH+2e-+H+═-OH+Cl-，B极区溶液体积为1L，pH从4变到1，故△n（H+）=0.1mol，则知B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 本题为综合题，考查了化学平衡常数的计算及应用、影响化学平衡移动的因素、原电池工作原理，题目难度中等，注意原电池的计算依据正极得到电子数目等于负极失去电子数目．

练习册系列答案
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9．高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料．实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的实验步骤如图：
Ⅰ、制备MnSO4溶液

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a．将Na2CO3溶液缓慢滴加到MnSO4溶液中，边加边搅拌
b．将MnSO4溶液缓慢滴加到Na2CO3溶液中，边加边搅拌
c．将Na2CO3溶液迅速倒入到MnSO4溶液中，并充分搅拌
d．将MnSO4溶液迅速倒入到Na2CO3溶液中，并充分搅拌
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