Question

【題目】在合成氨工業(yè)和硝酸制備工業(yè)中，常產(chǎn)生N2O、NO和NO2等氮氧化物造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來(lái)消除這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響。

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

①下列有關(guān)說(shuō)法正確的是________（填序號(hào)）。

A．a處的v正>0

B．e點(diǎn)的v凈=0

C．由b點(diǎn)到c點(diǎn)混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量逐漸增大

D．平衡時(shí)，通入氬氣平衡正向移動(dòng)

②T2溫度時(shí)，0~5min內(nèi)v（N2）=___mol·L-1·min-l

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

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

(2)工業(yè)生產(chǎn)尾氣中產(chǎn)生的N2O需進(jìn)行分解處理，用碘蒸氣可大大提高N2O的分解速率，反應(yīng)歷程如下:

第一步：I2(g)=2I(g) （快反應(yīng)）

第二步：I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) （慢反應(yīng)）

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

在反應(yīng)過程中，I2的濃度與N2O分解速率_____ （填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）；第___步反應(yīng)對(duì)總反應(yīng)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(yīng)生成一種鹽的反應(yīng)方程式：_______；已知，常溫下HNO2的電離常數(shù)Ka=5×10-4，則0.5mol/L對(duì)應(yīng)鈉鹽的pH值為_______

Answer 1

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

【解析】

(1)①A．從圖中可以看出，a處反應(yīng)未達(dá)平衡，此時(shí)反應(yīng)仍正向進(jìn)行，；

B．e點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；

C．由b點(diǎn)到拐點(diǎn)，反應(yīng)正向進(jìn)行，從拐點(diǎn)到c點(diǎn)，反應(yīng)一直處于平衡狀態(tài)；

D．平衡時(shí)，通入氬氣，對(duì)平衡沒有影響。

②T2溫度時(shí)，由NH3的產(chǎn)率，可求0~5min內(nèi)，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(shù)增多，但平衡逆向移動(dòng)，由此確定k正增大倍數(shù)與k逆增大倍數(shù)的關(guān)系。T1°C時(shí)，K，由平衡點(diǎn)可進(jìn)行計(jì)算。

(2)在反應(yīng)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(yīng)式可確定與N2O分解速率關(guān)系；在反應(yīng)中，慢反應(yīng)對(duì)總反應(yīng)速率起決定性作用；第二步反應(yīng)慢，則活化能比第三步大。

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

(1)①A．從圖中可以看出，a處反應(yīng)未達(dá)平衡，此時(shí)反應(yīng)仍正向進(jìn)行，v正>0，A正確；

B．e點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，v凈=0，B正確；

C．由b點(diǎn)到拐點(diǎn)，反應(yīng)正向進(jìn)行，從拐點(diǎn)到c點(diǎn)，反應(yīng)一直處于平衡狀態(tài)，C不正確；

D．平衡時(shí)，通入氬氣，對(duì)平衡沒有影響，D不正確；

故選AB。答案為：AB；

②T2溫度時(shí)，NH3的產(chǎn)率為40%，由N2的轉(zhuǎn)化率為40%，0~5min內(nèi)，N2的物質(zhì)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(shù)增大，但平衡逆向移動(dòng)，由此確定k正增大倍數(shù)小于k逆增大倍數(shù)。

T1°C時(shí)，NH3的平衡轉(zhuǎn)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(yīng)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(guān)；在反應(yīng)中，慢反應(yīng)對(duì)總反應(yīng)速率起決定性作用，則第二步反應(yīng)對(duì)總反應(yīng)速率起決定性作用；第二步反應(yīng)慢，則活化能比第三步大。答案為：有關(guān)；二；大；

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