题目内容

6.控制、治理氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要方面.

(1)光化学烟雾白天生成,傍晚消失,其主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),某地早上至中午这些物质的相对浓度变化如图1所示,则下列叙述合理的是.(填字母)
a.早上8时交通繁忙期,光化学烟雾的主要成分为RH、NO
b.14时,光化学烟雾的主要成分为O3、PAN
c.PAN、O3由RH和NO直接反应生成
d.PAN直接由O3转化生成
(2)在一密闭容器中发生反应2NO22NO+O2,反应过程中NO2的浓度随时间变化的情况如右下图所示.
请回答:
①依曲线A,反应在前3min内氧气的平均反应速率为:(保留三位有效数字).
②若曲线A、B分别表示的是该反应在某不同条件下的反应情况,则B曲线改变的条件是:温度(填“浓度”、“压强”、“温度”或“催化剂”).
③曲线A、B分别对应的反应平衡常数的大小关系是:KA<KB(填“>”、“<”或“=”)
(3)一定温度下,在一密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)I
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)II
则反应I的平衡常数表达式为K=$\frac{C{\;}^{4}(NO{\;}_{2})C(O{\;}_{2})}{C{\;}^{2}(N{\;}_{2}O{\;}_{5})}$.若达平衡时,C(NO2)=0.4mol•L-1,C(O2)=1.3mol•L-1,则反应II中NO2的转化率为80%,N2O5(g)的起始浓度应不低于1mo1•L-1.

分析 (1)a.由图1可知早上8时光化学烟雾的主要成分为RH、NO;
b.由图1可知14时,光化学烟雾的主要成分为O3、PAN;
c.根据质量守恒判断;
d.O3的浓度一直在减少不可能是反应物;
(2)①根据变化的浓度之比等于化学计量数之比以及反应速率公式v=$\frac{△c}{△t}$来计算;
②由图象曲线A、B的变化可知,曲线B到达平衡时间较曲线A短,反应速率快,平衡时CD2浓度较曲线A低,转化率高;
③由②分析可知,曲线B的温度比曲线A的温度高,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应移动,平衡常数增大;
(3)平衡常数表达式K=$\frac{C{\;}^{4}(NO{\;}_{2})C(O{\;}_{2})}{C{\;}^{2}(N{\;}_{2}O{\;}_{5})}$;
设出反应I和反应II产生的氧气的浓度分别为Xmol•L-1,Y mol•L-1,然后依据方程组建立关系求解,得出反应II中NO2的转化率和N2O5(g)的起始浓度.

解答 解:(1)a.由图1早上8时光化学烟雾的主要成分为RH、NO,故a正确;
b.由图1可知14时,光化学烟雾的主要成分为O3、PAN,故b正确;
c.根据质量守恒可知,氧元素质量不守恒,故c错误;
d.O3的浓度一直在减少不可能是反应物,故d错误;
故选:ab;
(2)①由图曲线A可知,3min内浓度NO2变化为0.2mol/L-0.13mol/L=0.07mol/L,由方程式可知△c(D2)=$\frac{1}{2}$×0.07mol/L=0.035mol/L,所以3min内v(D2)=$\frac{0.035}{3}$=0.0117mol/(L•min),故答案为:0.0117mol/(L•min);
②该反应为体积减小的吸热反应,增大NO2浓度,反应加快,但NO2转化率降低;增大压强,反应加快,但NO2转化率降低;使用催化剂,反应加快,转化率不变;升高温度,反应加快,平衡向正反应方向移动,NO2转化率增大.故为升高温度,故答案为:温度;
③由②分析可知,曲线B的温度比曲线A的温度高,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应移动,平衡常数增大,即KA<KB,故答案为:<;
(3)平衡常数表达式K=$\frac{C{\;}^{4}(NO{\;}_{2})C(O{\;}_{2})}{C{\;}^{2}(N{\;}_{2}O{\;}_{5})}$;
2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)
2X 4Xmol•L-1 Xmol•L-1
2NO2(g)?2NO(g)+O2(g)
2Ymol•L-1 Ymol•L-1
则建立关系:X+Y=1.3;4X-2Y=0.4;解得:X=0.5;Y=0.8;
反应II中NO2的转化率为$\frac{1.6}{2}$×100%=80%,N2O5(g)的起始浓度应不低于1mol•L-1,故答案为:K=$\frac{C{\;}^{4}(NO{\;}_{2})C(O{\;}_{2})}{C{\;}^{2}(N{\;}_{2}O{\;}_{5})}$;80%;1.

点评 本题主要考查了化学反应速率、化学平衡等知识点,平时还考查了学生的审题能力,培养了学生分析问题、解决问题的能力.

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