Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，近年來我國著力推進綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展等，形成節(jié)約資源和環(huán)境保護的空間格局。

Ⅰ.為了尋求對環(huán)境無污染燃料燃燒法，有人曾研究了在標準條件下氮的氧化物與碳的氧化物相互作用的機理。

（1）確定該反應(yīng)的反應(yīng)過程如下：

第一步：NO2(g)+CO(g)→O—N…O…C…O—O △H=+134kJ/mol

第二步：O—N…O…C—O→NO(g)+CO2(g) △H=-368kJ/mol

總反應(yīng)式：NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g) △H=___kJ/mol

（2）對于任意一個化學(xué)反應(yīng)，通過實驗可以確定其反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度的定量關(guān)系：γ=kcm(NO2)·cn(CO)，該方程稱為速率方程，其中k稱為速率常數(shù)。分析表中數(shù)據(jù)，寫出該反應(yīng)的速率方程表達式：___。

II.活性炭也可處理大氣污染物NO，其原理：2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) △H>0。在T℃時，在容積一定的剛性容器中加入NO氣體和活性炭粉，使之發(fā)生反應(yīng)測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：

（3）計算T℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。

（4）為了提高NO的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率，可采取的措施有___（填字母）。

A.增加NO的用量 B.增加活性炭的用量

C.升高溫度 D.增大體系壓強

Ⅲ.用間接電化學(xué)法可對大氣污染物NO進行無害化處理，其工作原理如圖所示。

（5）電極I電極反應(yīng)式為___。

（6）電解時H+的移動方向___（填“從左向右”、“從右向左”或“不移動”）

（7）標況下，每處理1molNO的同時，可產(chǎn)生O2的體積___L。

Answer 1

【答案】-234 γ=4.0×10-3·c2(NO2) C 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 從右向左 11.2

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律，將第一步反應(yīng)+第二步反應(yīng)計算；

(2)根據(jù)實驗2、3知，CO(g)的濃度變成原來的2倍，反應(yīng)速率不變，說明該反應(yīng)速率與c(CO)無關(guān)；根據(jù)實驗1、2或3、4知，NO2(g)濃度變成原來的2倍，反應(yīng)速率變成原來的4倍，因此反應(yīng)速率與c2(NO2)成正比，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)計算解答；

(3)假設(shè)容器的體積為VL，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，平衡時，c(NO)=mol/L，c(N2)=mol/L，c(CO2)=mol/L，據(jù)此計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K；

(4)根據(jù)溫度、壓強和濃度對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響分析判斷；

(5)HSO3-在電極I上轉(zhuǎn)化為S2O42-，過程中S的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電極I為陰極，則電極Ⅱ為陽極，電解池中陽離子向陰極移動，結(jié)合電解池原理和得失電子守恒分析解答(5)～(7)。

(1)第一步：NO2(g)+CO(g)→O—N…O…C…O—O △H=+134kJ/mol，第二步：O—N…O…C—O→NO(g)+CO2(g) △H=-368kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，將第一步反應(yīng)+第二步反應(yīng)得：NO2(g)+CO(g)→NO(g)+CO2(g) △H=(+134kJ/mol)+(-368kJ/mol)=-234kJ/mol，故答案為：-234；

(2)根據(jù)實驗2、3知，CO(g)的濃度變成原來的2倍，反應(yīng)速率不變，說明該反應(yīng)速率與c(CO)無關(guān)；根據(jù)實驗1、2或3、4知，NO2(g)濃度變成原來的2倍，反應(yīng)速率變成原來的4倍，因此反應(yīng)速率與c2(NO2)成正比；則γ=kc2(NO2)，將實驗2的數(shù)據(jù)代入，得到k=4.0×10-3，因此γ=4.0×10-3·c2(NO2)，故答案為：γ=4.0×10-3·c2(NO2)；

(3)假設(shè)容器的體積為VL，根據(jù)表格數(shù)據(jù)，平衡時，c(NO)=mol/L，c(N2)=mol/L，c(CO2)=mol/L，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==，故答案為：；

(4)A.增加NO的用量，NO的轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；B.增加活性炭的用量，不能改變平衡的移動和增大化學(xué)反應(yīng)速率，錯誤；

C.升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，NO的轉(zhuǎn)化率增大，正確；D.增大體系壓強，該平衡不移動，不能增大NO的轉(zhuǎn)化率，錯誤；故答案為：C；

(5)根據(jù)圖示，HSO3-在電極I上轉(zhuǎn)化為S2O42-，過程中S的化合價降低，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，則電極I為陰極，電極反應(yīng)式為：2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O，故答案為：2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O；

(6)電極IH+通過質(zhì)子膜向電極I處移動，故答案為：從右向左；

(7)電極Ⅱ為陽極，H2O在電極Ⅱ上被轉(zhuǎn)化為O2，發(fā)生電極反應(yīng)：2H2O-4e-═O2↑+4H+，每處理1 mol NO轉(zhuǎn)化生成0.5molN2，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1mol×2=2mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，則產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量為2mol×=0.5mol，在標準狀況下的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2。