Question

【题目】为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。

(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应：N2+O22NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

①在T1、T2温度下，一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图所示，根据图像判断反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的△H______0(填“>”或“<”)。

②在T3温度下，向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1O2，50秒后达到平衡，测得NO的物质的量为2mol，则该反应的速率υ(N2)=_______________。该温度下，若增大压强此反应的平衡常数将______（填“增大”“减小”“不变”“无法确定”）若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol，则达到平衡后N2的转化率为____________。

(2)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，用阴极排出的溶液可吸收NO2。

①阳极的电极反应式为_____________________。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32-生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。

(3)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将含a molCH3COOH的醋酸溶液与含b molBa(OH)2的氢氧化钡溶液混合，充分反应后，溶液呈中性，则醋酸的电离常数Ka=______________________(用含a和b的代数式表示)。

Answer 1

【答案】＞ 0.01mol·L-1·s-1 不变 14.3% SO2＋2H2O－2e－=2H＋＋SO42－ 1:2 ×10-7

【解析】

（1）①根据“先拐先平速率大”来分析图像而后解题。

②用三段式计算，化学平衡常数只与温度有关。

（2）根据反应类型判断阴、阳极及相应的电极反应。根据得失电子守恒计算。

（3）根据电荷守恒、物料守恒和电离平衡常数的表达式计算。

（1）①由图像可知，T2＞T1，由于温度低时氮气的体积分数更大，所以升高温度平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，即△H＞0；

②根据题目信息，可列出三段式：

；

则υ(N2)=0.5mol/L÷50s=0.01mol·L-1·s-1，

平衡常数只受温度影响，故增大压强，平衡常数不变；

上述反应的平衡常数为，

若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol，设N2的转化浓度为xmol/L，则可列出三段式：

，

，

解得，

则氮气的转化率为；

（2）①左室通入稀硫酸和二氧化硫，流出浓硫酸，可知二氧化硫发生氧化反应，则阳极的电极反应式为SO2＋2H2O－2e－=2H＋＋SO42－；

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32-生成，则反应方程式为，该反应中氧化剂为二氧化氮，还原剂为S2O42-，氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2；

（3）设混合后溶液的体积为VL，溶液中的电荷守恒为，由于溶液呈中性，则，所以2c（Ba2+）=c（CH3COO-）=mol/L，根据物料守恒，c（CH3COOH）=mol/L，Ka===×10-7。