综合题15.0分
化学

研究CO、NOx、SO2等的处理方法对环境保护有重要意义。

11.科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)     △H=-746.8kJ·mol-1

①为了研究外界条件对该反应的影响,进行下表三组实验,测得不同时刻NO的浓度(c)随时间变化的趋势如图1所示。1、2、3代表的实验编号依次是___________。

(已知在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。)

②图2表示NO的平衡转化率(α)随温度、压强变化的示意图。X表示的是__________,理由是________;Y表示的是________,且Y1________Y2(填“>”或“<”)。

12.一定温度下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)

SO3(g)+NO(g),达到平衡时SO3的体积分数为25%。该反应的平衡常数K=_______。

13.利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH37N2+12H2O,电解质溶液为碱性。工作一段时间后,该电池负极区附近溶液pH________(填“变大”、“变小”或“不变”),正极电极反应式为________。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

①Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ(2分)

解析

①由2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)     △H=-746.8kJ·mol-1可知,该反应为放热反应,温度升高,反应向逆反应方向移动,所以达到平衡时NO的含量将增大,故3为Ⅲ,反应速率随着比表面积的增大将加快,即图上变陡,可知1为Ⅱ,2为Ⅰ,故答案为:Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ。

②该反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,α(NO)降低,可知X为温度;则Y为压强。而此反应正反应是气体分子数减少的反应,增大压强,向正反应方向移动,α(NO)增大,所以Y1< Y2.故答案为:温度(1分)、该反应为放热反应,温度升高,平衡向左移动,α(NO)降低;该反应为气体分子数减小的反应,压强增大,平衡向右移动,α(NO)增大(4分) 压强(1分) < (1分)。

考查方向

本题考查热化学方程式中不同影响因素对反应速率和物质转化率的影响。。

解题思路

①由2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)     △H=-746.8kJ·mol-1可知,该反应为放热反应,温度升高,反应向逆反应方向移动,所以达到平衡时NO的含量将增大,故3为Ⅲ,反应速率随着比表面积的增大将加快,即图上变陡,可知1为Ⅱ,2为Ⅰ。

②该反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,α(NO)降低,可知X为温度;则Y为压强。而此反应正反应是气体分子数减少的反应,增大压强,向正反应方向移动,α(NO)增大,所以Y1< Y2

易错点

该反应为放热反应,温度升高,反应向逆反应方向移动;该反应也是气体分子数减少的反应,增大压强,向正反应方向移动。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

1.8(2分)

解析

设反应达到平衡时SO3的量为a,则有:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)

由达到平衡时SO3的体积分数为25%,可得a/3=25%,解得a=0.75,则有K=a2/(1-a)(2-a)=1.8,故答案为:1.8

考查方向

本题考查平衡常数的计算。

解题思路

设反应达到平衡时SO3的量为a,则有:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)

由达到平衡时SO3的体积分数为25%,可得a/3=25%,解得a=0.75,则有K=a2/(1-a)(2-a)=

易错点

平衡时SO3的体积分数为25%,可得a/3=25%,解得a=0.75。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

变小(2分)  2NO2+8e+4H2O  N2+8OH(2分)

解析

该电池正极反应式为:2NO2+8e+4H2O  N2+8OH-,负电极反应式为:2NH3-6e+6OHN2+6H2O,由负极反应式可知,负极OH浓度降低,pH降低。故答案为:变小、  2NO2+8e+4H2O  N2+8OH。

考查方向

本题考查原电池电极反应的书写和酸碱性的判断。

解题思路

该电池正极反应式为:2NO2+8e+4H2O  N2+8OH-,负电极反应式为:2NH3-6e+6OHN2+6H2O,由负极反应式可知,负极OH浓度降低,pH降低。

易错点

电池电极附近溶液pH变化的判断。