Question

【題目】氮氧化物是大氣主要污染物，可采用強氧化劑氧化脫除、熱分解等方法處理氮氧化物。

Ⅰ．已知:

(1)寫出反應1的離子方程式___________。

(2)在反應2中,NO2－的初始濃度為0.1mol·L－1,反應為NO2－+S2O82－+2OH-NO3－+2SO42－+H2O。不同溫度下，達到平衡時NO2－的脫除率與過硫酸鈉(Na2S2O8)初始濃度的關系如下圖所示。

①比較a、b點的反應速率:va逆_______vb正(填或“>”“<”或“=”)

②隨著溫度的升高，該反應的化學平衡常數K______(填“增大”、“不變”或“減小”)。

③已知90℃時，Kw=3.6×10－13，若b點對應的pH為12,則該溫度下K=_____(保留一位小數)。

(3)工業電解硫酸鈉和硫酸的混合液制備過硫酸鈉(Na2S2O8),陽極的電極反應式為_______。

Ⅱ．N2O在金粉表面發生熱分解：2N2O(g)=2N2(g)+O2(g) ΔH。

回答下列問題:

(4)已知:2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(1) ΔH1

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) ΔH2

ΔH=_____。(含ΔH1、ΔH2的代數式)

(5)某溫度下,測得c(N2O)隨時間t變化關系如圖所示。

己知瞬時反應速率v與c(N2O)的關系為v=kcn(N2O)(k是反應速率常數),則k=________,n=_____.

Answer 1

【答案】 2NO+S2O82－+4OH－2NO2－+2SO42－+2H2O < 增大 20.5L·mol－1 2SO42――2e－=S2O82－ 2/3ΔH1-1/3ΔH2 0.0010mol·L-1·min-1 0

【解析】（1）考查離子反應方程式的書寫，反應1中通入NO、Na2S2O8、NaOH，產物是Na2SO4和NaNO2，即有NO＋Na2S2O8＋NaOH→NaNO2＋Na2SO4，NO中N的化合價由＋2價→＋3價，化合價升高1價，Na2S2O8中含有過氧根離子，化合價降低2價，根據化合價升降法，得到離子反應方程式為2NO＋S2O82－＋4OH－=2NO2－＋2SO42－＋2H2O；（2）考查影響化學反應速率的因素、化學平衡常數的計算，①b點的初始濃度大于a點，濃度越大反應速率越快，即va逆<vb正；②根據圖像，相同初始濃度下，溫度越高，NO2－的去除率越高，即升高溫度，平衡向正反應方向進行，正反應是吸熱反應，化學平衡常數只受溫度的影響，即升高溫度，化學平衡常數增大；③pH=12，此時c(OH－)=3.6×10－1mol·L－1，

NO2－+S2O82－+2OH-NO3－+2SO42－+H2O。

起始：0.1 0.2

變化：0.09 0.09 0.09 0.18

平衡：0.01 0.11 3.6×10－1 0.09 0.18 根據化學平衡常數的定義，K= ，代入數值，得出K=20.5；（3）考查電極反應式的書寫，根據電極的原理，陽極上失去電子，化合價升高，因此陽極反應式為2SO42－－2e－=S2O82－；（4）考查熱化學反應方程式的計算， ①2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(1)，②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1)，根據目標反應方程式，(2×①－②)/3得出：△H=(2△H1－△H2)/3；（5）考查化學反應速率的計算，根據圖像，相隔相同時間段，化學反應速率相等，取時間分別為20、40，即有k×0.08n=k×0.06n，解得n=0，0－20min時，N2O表示的化學反應速率是(0.10－0.08)/20mol/(L·min)=0.0010 mol/(L·min)，代入上述公式，得出k=0.0010 mol/(L·min)。