Question

【題目】控制含碳、氮、硫的化合物等大氣污染物對打造宜居環境具有重要意義。

(1)已知反應的分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收的能量，則分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量為______kJ。

(2)用消除污染的反應原理如下：，不同溫度條件下，與NO的物質的量之比分別為時，得到脫除率曲線如圖所示：

曲線對應與的物質的量之比是_______。

②曲線中的起始濃度為，從點到點經過，該時間段內的脫除速率為_________________。

(3)已知常溫下電離平衡常數：的的。

①溶液中下列微粒可以大量共存的是___________（填字母）。

a. b. c.

②常溫下，某種碳酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液的，則_____________。

(4)利用電解法處理高溫空氣中稀薄的（濃度約為的10倍），裝置示意圖如圖所示，固體電解質可傳導。

①陰極的電極反應式為_______________。

②消除一定量的所消耗的電量遠遠大于理論計算量，可能的原因是（不考慮物理因素）__________。

Answer 1

【答案】1112.5 b 0.56或 陰極發生副反應

【解析】

（1）根據熱化學方程式及鍵能進行相關計算；（2）根據反應速率的表達式及平衡移動原理分析解答；（3）根據電離平衡常數及強酸制弱酸的原理分析解答；（4）根據電解原理及電解裝置特點分析解答。

（1）根據熱化學方程式知，2molN2O完全反應放出熱量為163kJ，設分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量為xkJ，則2molN2O完全反應放出的熱量為945kJ×2+498kJ-2x=163kJ，解的x=1112.5kJ，故答案為：1112.5kJ ；

（2）①兩種反應物存在的反應，增大一種反應物的量可提高另一種反應物的轉化率，根據圖象，曲線c的NO脫除率最低，即NO的轉化率最低，所以NO的在總反應物中的比例最高，符合的是n（NH3）：n（NO）的物質的量之比1：1，故答案為：1：1；

②曲線a中NO的起始濃度為4×10-4mg/m3，從A點到B點經過0.8s，根據圖象，NO的脫除率從55%上升到75%，則該段時間內NO的脫除量為c=4×10-4mg/m3×（75%-55%）=8×10-5mg/m3，時間間隔為t=0.8s，所以該段時間內NO的脫除速率為= mg/（m3.s），故答案為：1.0×10-4；

（3）已知常溫下電離平衡常數：的的。

①已知Ka越大酸性越強，根據強酸制弱酸原理，酸性較強的能與酸性較弱的酸根離子反應，所以CO32-與HSO3-反應生成HCO3-和SO32-，H2SO3與HCO3-反應生成H2CO3和HSO3-，由于HCO3-的酸性小于HSO3-的酸性，所以HCO3-與SO32-不反應，即b能共存，故答案為：b；

②常溫下，某種碳酸鈉與碳酸氫鈉混合溶液的，則c(H+)=10-10mol/L，已知，則5.60×10-11×10-10=0.56，故答案為：0.56或；

（4）①陰極是NO得到電子生成O2-和N2，其電極反應式為：，故答案為：；

②因O2濃度約為NO濃度的十倍，且電解裝置中下電極板上存在有O2，容易在陰極發生副反應：，導致耗能遠高于理論值，故答案為：陰極發生副反應。