Question

为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。

（1）汽车内燃机工作时会引起N₂和O₂的反应：N₂ + O₂ 2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一,科学家设计利用NH₃在催化条件下将NO_x还原成N₂而排放。

①在T_1、T₂温度下，一定量的NH₃发生分解反应时N₂的体积分数随时间变化如右图所示，根据图像判断反应N₂（g）+ 3H₂（g） 2NH₃（g）的△H_______0(填“>”或“<”)。

②在温度下，向2L密闭容器中充入10molN₂与5mo1H₂，50秒后达到平衡，测得NH₃的物质的量为2mol，则该反应的速率v(N₂)___________________。该温度下，若增大压强此反应的平衡常数将_______________（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）；若开始时向上述容器中充入N₂与H₂均为10 mol，则达到平衡后H₂的转化率将__________。（填“升高”、“降低”）

（2）利用图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO₂，用阴极排出的溶液可吸收NO₂。

①阳极的电极反应式为_____________________。

②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO₂，使其转化为无害气体，同时有SO₃^2-生成。该反应的离子方程式为                          。

（3）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a mol·L^-1的醋酸与b molL^-1Ba(OH)₂溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba²⁺)=c(CH₃COO^-)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=_________(用含a和b的代数式表示)。

Answer

（14分，每空2分）

（1）① ＞ ②0.01 mol·L－1·s－1 不变 降低

（2）①SO2 + 2H2O – 2e－== SO42－+ 4H＋ ②4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O

（3）×10－7 mol·L－1 （不写单位也给分）

【解析】

试题分析：（1）① 根据先拐先平数值大，原则判断T2曲线先到达平衡，反应速率达，温度较高，而温度升高，氮气的体积分数减小，说明升温平衡向正反应移动，升温向吸热方向 ，所以正反应为吸热反应，△H＞0。 ②一氧化氮的反应速率=2/2/50=0.02 mol·L－1·s－1，根据氮气和一氧化氮的速率比为1:2，所以氮气的反应速率=0.01 mol·L－1·s－1 。化学平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变。增大氢气的物质的量，平衡正向移动，氮气的转化率提高，但是氢气的转化率降低。（2）①从图分析，进入二氧化硫，转化为硫酸，说明是二氧化硫失去电子生成硫酸，电极反应为SO2 + 2H2O – 2e－== SO42－+ 4H＋ 。②左侧为阳极，右侧为阴极，排出的溶液中含有S2O42-，与二氧化氮反应转化为无害的其他为氮气同时有亚硫酸根离子，根据原子守恒和得到电子守恒可得，发生离子方程式为：4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O。

（3）反应平衡时，钡离子和醋酸根离子浓度比为1:2，根据电荷守恒，溶液中的氢离子和氢氧根离子浓度为10-7mol/L，溶液显中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出（b×10-7）/（a/2-b）=×10－7 mol·L－1 。

考点： 反应热和焓变，常见化学电源的种类及其工作原理，产物的百分含量随浓度，时间的变化曲线，化学平衡的计算