Question

9．（Ⅰ）一研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)某工業(yè)城市的空氣污染進(jìn)行了下列研究．
（1）小組一同學(xué)分析“空氣質(zhì)量日報(bào)”后初步得出結(jié)論，該城市空氣污染的主要原因有：
A．使用石油液化氣；B．燃燒含硫煤；C．粉塵污染．
另一同學(xué)認(rèn)為還有一個(gè)不可排除的原因是：D機(jī)動(dòng)車尾氣污染．目前城市空氣污染的主要有害成分是SO₂等（用化學(xué)式表示）．
（2）空氣污染形成酸雨．研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)該市的雨水進(jìn)行了采樣與分析，剛采集時(shí)測得pH為4.82，放在燒杯中經(jīng)2h后，再次測得pH為4.68．對(duì)此，你的合理的解釋是雨水樣品中的H₂SO₃被空氣中的氧氣氧化為H₂SO₄．
（Ⅱ）在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng) 2NO₂?2NO+O₂ △H＞0，反應(yīng)過程中NO₂ 的濃度隨時(shí)間變化的情況如圖所示．請回答：
①依曲線A，反應(yīng)在前3min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為0.0117mol/（L．min）．
②若曲線A、B分別表示的是該反應(yīng)在某不同條件下的反應(yīng)情況，則此條件可能是溫度（填“濃度”、“壓強(qiáng)”、“溫度”或“催化劑”）．
（3）一定溫度下，在密閉容器中N₂O₅可發(fā)生下列反應(yīng)：
①2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）        
②2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）若達(dá)平衡時(shí)，c（NO₂）=0.4mol/L，c（O₂）=1.3mol/L，
則反應(yīng)②中NO₂的轉(zhuǎn)化率為80%，N₂O₅（g）的起始濃度應(yīng)不低于1mol/L．

Answer 1

分析 （I）（1）城市中機(jī)動(dòng)車多，排放的尾氣中含有氮的氧化物等有害物質(zhì)，會(huì)造成大氣污染；目前城市空氣污染的主要有害成分是二氧化硫等；
（2）雨水樣品中的H₂SO₃被空氣中的氧氣氧化為H₂SO₄；
（Ⅱ）①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（NO₂），再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（O₂）；
②曲線A、B中NO₂ 的起始濃度相同，B曲線比A曲線反應(yīng)速率快，且平衡時(shí)NO₂ 的濃度比A小，說明條件不同影響平衡移動(dòng)，不能是催化劑，若為壓強(qiáng)不同，應(yīng)是B的壓強(qiáng)高，平衡時(shí)NO₂濃度應(yīng)比A的高，則不能為壓強(qiáng)不同，而正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若溫度不同，則B的溫度高，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)NO₂濃度應(yīng)比A的低；
（3）設(shè)①中分解生成的NO₂為xmol/L，②中分解的NO₂為ymol/L，則：
2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）
0.5x      x        0.25x
2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）
 y        y        0.5y
所以$\left\{\begin{array}{l}{0.25x+0.5y=1.3}\\{x-y=0.4}\end{array}\right.$，解得x=2，y=1.6
進(jìn)而計(jì)算②中NO₂的轉(zhuǎn)化率，由于為可逆反應(yīng)，故①中N₂O₅不能完全分解，則其濃度應(yīng)大于0.5x mol/L．

解答 解：（I）（1）城市中機(jī)動(dòng)車多，排放的尾氣中含有氮的氧化物等有害物質(zhì)，會(huì)造成大氣污染；目前城市空氣污染的主要有害成分是二氧化硫等，
故答案為：機(jī)動(dòng)車尾氣污染；SO₂等；
（2）亞硫酸含有較強(qiáng)的還原性，雨水樣品中的H₂SO₃被空氣中的氧氣氧化為H₂SO₄，酸性增強(qiáng)，
故答案為：雨水樣品中的H₂SO₃被空氣中的氧氣氧化為H₂SO₄；
（Ⅱ）①3min內(nèi)v（NO₂）=$\frac{0.2mol/L-0.13mol/L}{3min}$=$\frac{0.07}{3}$mol/（L．min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v（O₂）=$\frac{1}{2}$v（NO₂）=$\frac{1}{2}$×$\frac{0.07}{3}$mol/（L．min）=0.0117mol/（L．min），
故答案為：0.0117mol/（L．min）；
②曲線A、B中NO₂ 的起始濃度相同，B曲線比A曲線反應(yīng)速率快，且平衡時(shí)NO₂ 的濃度比A小，說明條件不同影響平衡移動(dòng)，不能是催化劑，若為壓強(qiáng)不同，應(yīng)是B的壓強(qiáng)高，平衡時(shí)NO₂濃度應(yīng)比A的高，則不能為壓強(qiáng)不同，而正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，若溫度不同，則B的溫度高，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，平衡時(shí)NO₂濃度應(yīng)比A的低，則此條件可能是：溫度不同，
故答案為：溫度；
（3）設(shè)①中分解生成的NO₂為xmol/L，②中分解的NO₂為ymol/L，則：
2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）
0.5x       x      0.25x
2NO₂（g）?2NO（g）+O₂（g）
y          y     0.5y
所以$\left\{\begin{array}{l}{0.25x+0.5y=1.3}\\{x-y=0.4}\end{array}\right.$，解得x=2，y=1.6
故②中NO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.6mol/L}{2mol/L}$×100%=80%，由于為可逆反應(yīng)，故①中N₂O₅不能完全分解，則其濃度應(yīng)大于0.5x mol/L，即大于1mol/L，
故答案為：1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)、環(huán)境污染等，側(cè)重考查學(xué)生分析推理與計(jì)算能力，難度中等．