Question

【題目】在合成氨工業和硝酸制備工業中，常產生N2O、NO和NO2等氮氧化物造成一些環境問題，科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環境的影響。

(1)在2L密閉容器中通入3mol H2和1mol N2，測得不同溫度下，NH3的產率隨時間的變化如圖所示。

①下列有關說法正確的是________（填序號）。

A．a處的v正>0

B．e點的v凈=0

C．由b點到c點混合氣體相對分子質量逐漸增大

D．平衡時，通入氬氣平衡正向移動

②T2溫度時，0~5min內v（N2）=___mol·L-1·min-l

③已知：瞬時速率表達式v正=k正c3(H2)c(N2)，v逆=k逆c2(NH3)（k為速率常數，只與溫度有關）。溫度由T1調到T2，活化分子百分率________。（填“增大”“減小”或“不變”）,

k正增大倍數____k逆增大倍數（填“大于”“小于”或“等于”）。T1°C時，____

(2)工業生產尾氣中產生的N2O需進行分解處理，用碘蒸氣可大大提高N2O的分解速率，反應歷程如下:

第一步：I2(g)=2I(g) （快反應）

第二步：I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) （慢反應）

第三步： IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g) （ 快反應）

在反應過程中，I2的濃度與N2O分解速率_____ （填“有關”或“無關”）；第___步反應對總反應速率起決定性作用；第二步的活化能比第三步____（填 “大”“小”或“相等”）。

(3)已除去N2O的硝酸尾氣NO和NO2可用NaOH溶液吸收，寫出NO和NO2與NaOH反應生成一種鹽的反應方程式：_______；已知，常溫下HNO2的電離常數Ka=5×10-4，則0.5mol/L對應鈉鹽的pH值為_______

Answer 1

【答案】AB 0.04 增大 小于 或2.37 有關 二 大 NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O 8.5

【解析】

(1)①A．從圖中可以看出，a處反應未達平衡，此時反應仍正向進行，；

B．e點時，反應達平衡狀態；

C．由b點到拐點，反應正向進行，從拐點到c點，反應一直處于平衡狀態；

D．平衡時，通入氬氣，對平衡沒有影響。

②T2溫度時，由NH3的產率，可求0~5min內，N2濃度的變化量，從而求出v（N2）。

③溫度由T1升高到T2，活化分子數增多，但平衡逆向移動，由此確定k正增大倍數與k逆增大倍數的關系。T1°C時，K，由平衡點可進行計算。

(2)在反應過程中，從第二步看，I2的濃度大，則生成I(g)的濃度大，由反應式可確定與N2O分解速率關系；在反應中，慢反應對總反應速率起決定性作用；第二步反應慢，則活化能比第三步大。

(3)NO和NO2與NaOH反應生成一種NaNO2和水，由此可寫出反應方程式；已知，常溫下HNO2的電離常數Ka=5×10-4，利用水解方程式可求出0.5mol/L對應鈉鹽的pH。

(1)①A．從圖中可以看出，a處反應未達平衡，此時反應仍正向進行，v正>0，A正確；

B．e點時，反應達平衡狀態，v凈=0，B正確；

C．由b點到拐點，反應正向進行，從拐點到c點，反應一直處于平衡狀態，C不正確；

D．平衡時，通入氬氣，對平衡沒有影響，D不正確；

故選AB。答案為：AB；

②T2溫度時，NH3的產率為40%，由N2的轉化率為40%，0~5min內，N2的物質的量的變化量為1mol×40%=0.4mol，從而求出v（N2）==0.04 mol·L-1·min-l。答案為：0.04；

③溫度由T1升高到T2，活化分子數增大，但平衡逆向移動，由此確定k正增大倍數小于k逆增大倍數。

T1°C時，NH3的平衡轉化率為50%，由此建立三段式為：

K==或2.37。答案為：增大；小于；或2.37；

(2)在反應過程中，從第二步看，I2的濃度大，則生成I(g)的濃度大，N2O分解速率大，與I(g)的濃度有關；在反應中，慢反應對總反應速率起決定性作用，則第二步反應對總反應速率起決定性作用；第二步反應慢，則活化能比第三步大。答案為：有關；二；大；

(3)NO和NO2與NaOH反應生成一種NaNO2和水，反應方程式為NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O；已知，常溫下HNO2的電離常數Ka=5×10-4，水解方程式為NO2-+H2OHNO2+OH-，可設平衡時c(OH-)=x，則Kh==，從而求出x=10-5.50.5mol/L對應鈉鹽的pH=8.5。答案為：NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O；8.5。