Question

【題目】汽車尾氣中的NO(g) 是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧和破壞臭氧層的重要源頭之一。現(xiàn)擬用下列方法處理NO，根據(jù)題意回答下列問題：

(1)采用某種催化劑催化分解NO，發(fā)生反應(yīng)2NO(g)N2(g)+O2(g)，在T1℃ 和T2℃時(T1>T2)NO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。

① 反應(yīng) 2NO(g)N2(g)+O2(g) 為(填“吸熱”或“放熱”)____________反應(yīng)。

② T2℃時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________(保留2位小數(shù))。

③ 在T1℃下，要提高NO轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是_________________________

④ 比較a、b處反應(yīng)速率大小：va(正)________ vb(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知反應(yīng)速率 v正=k正x2(NO)，v逆=k逆 x(N2)·x(O2)，k正、k逆 分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計算b點處v(正)/v(逆)=__________(保留1位小數(shù))。

(2)臭氧也可用于處理NO．O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________，每生成1mol的HNO3轉(zhuǎn)移_______mol電子．

Answer 1

【答案】放熱 0.02 移走生成物 大于 1.3 3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2 3

【解析】

(1) ①根據(jù)圖像分析，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，越先達(dá)到平衡，從圖像看出溫度高時NO轉(zhuǎn)化率低，所以反應(yīng) 2NO(g)N2(g)+O2(g)為放熱反應(yīng)；

② T2℃時，根據(jù)圖像可以知道NO的平衡轉(zhuǎn)化率為22%，三行式法計算平衡常數(shù)；

③溫度一定時，可減少生成物濃度，平衡正向移動，提高轉(zhuǎn)化率；壓強對此反應(yīng)無影響；

④溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，比較a、b處反應(yīng)速率大小；根據(jù)平衡常數(shù)計算 k正、k逆的關(guān)系，再根據(jù)b點計算v(正)/v(逆)；

(2)O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，寫出化學(xué)方程式；O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=化合價升高數(shù)，NO轉(zhuǎn)化為HNO3 ，化合價升高3，每生成1mol的HNO3轉(zhuǎn)移3mol電子。

(1) ①根據(jù)圖像分析，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，越先達(dá)到平衡，從圖像看出溫度高時NO轉(zhuǎn)化率低，所以反應(yīng) 2NO(g)N2(g)+O2(g)為放熱反應(yīng)；

正確答案：放熱反應(yīng)。

② T2℃時，根據(jù)圖像可以知道NO的平衡轉(zhuǎn)化率為22%，三行式法計算平衡常數(shù)；

2NO(g)N2(g)+O2(g)

C（初） 1 0 0

△C 0.22 0.11 0.11

C（末） 0.78 0.11 0.11

K= ≈0.02；

正確答案：0.02。

③溫度一定時，可減少生成物濃度，平衡正向移動，提高轉(zhuǎn)化率；壓強對此反應(yīng)無影響；

正確答案：移走生成物。

④溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以va(正)大于vb(逆)；根據(jù)平衡常數(shù)計算 k正、k逆的關(guān)系，再根據(jù)b點計算v(正)/v(逆)；

T2℃時，平衡時v(正)= v(逆)， 即k正x2(NO)平衡 =k逆 x(N2)平衡·x(O2)平衡，得k (正)/ k (逆)= x(N2)平衡·x(O2)平衡/ x2(NO)平衡=K=0.02(提示:前面計算所得);

b點時NO轉(zhuǎn)化率為20%,列三行式

2NO(g)N2(g)+O2(g)

C（初） 1 0 0

△C 0.20 0.10 0.10

C（末） 0.80 0.10 0.10

b點處v(正)/v(逆)= k正x2(NO)/ (k逆 x(N2)·x(O2))=×=0.02×64=1.3

正確答案: 大于 1.3。

(2) O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，寫出化學(xué)方程式3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2；O3氧化NO結(jié)合水洗可產(chǎn)生HNO3和O2，轉(zhuǎn)移電子數(shù)=化合價升高數(shù)，NO轉(zhuǎn)化為HNO3 ，化合價升高3，每生成1mol的HNO3轉(zhuǎn)移3mol電子。

正確答案：3O3+2NO+H2O═2HNO3+3O2 3。