Question

在合成氨工业和硝酸制备工业中，常产生N₂O、NO和NO₂等氮氧化物造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。

(1)在2L密闭容器中通入3mol H₂和1mol N₂，测得不同温度下，NH₃的产率随时间的变化如图所示。

①下列有关说法正确的是________（填序号）。

A．a处的v_正>0

B．e点的v_净=0

C．由b点到c点混合气体相对分子质量逐渐增大

D．平衡时，通入氩气平衡正向移动

②T₂温度时，0~5min内v（N₂）=___mol·L^-1·min^-l

③已知：瞬时速率表达式v_正=k_正c³(H₂)∙c(N₂)，v_逆=k_逆c²(NH₃)（k为速率常数，只与温度有关）。温度由T₁调到T₂，活化分子百分率________。（填“增大”“减小”或“不变”）,

k_正增大倍数____k_逆增大倍数（填“大于”“小于”或“等于”）。T₁°C时，____

(2)工业生产尾气中产生的N₂O需进行分解处理，用碘蒸气可大大提高N₂O的分解速率，反应历程如下:

第一步：I₂(g)=2I(g) （快反应）

第二步：I(g)+N₂O(g)→N₂(g)+IO(g) （慢反应）

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

在反应过程中，I₂的浓度与N₂O分解速率_____ （填“有关”或“无关”）；第___步反应对总反应速率起决定性作用；第二步的活化能比第三步____（填 “大”“小”或“相等”）。

(3)已除去N₂O的硝酸尾气NO和NO₂可用NaOH溶液吸收，写出NO和NO₂与NaOH反应生成一种盐的反应方程式：_______；已知，常温下HNO₂的电离常数Ka=5×10^-4，则0.5mol/L对应钠盐的pH值为_______

Answer

AB 0.04 增大 小于 或2.37 有关 二 大 NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O 8.5

【解析】

(1)①A．从图中可以看出，a处反应未达平衡，此时反应仍正向进行，；

B．e点时，反应达平衡状态；

C．由b点到拐点，反应正向进行，从拐点到c点，反应一直处于平衡状态；

D．平衡时，通入氩气，对平衡没有影响。

②T2温度时，由NH3的产率，可求0~5min内，N2浓度的变化量，从而求出v（N2）。

③温度由T1升高到T2，活化分子数增多，但平衡逆向移动，由此确定k正增大倍数与k逆增大倍数的关系。T1°C时，K，由平衡点可进行计算。

(2)在反应过程中，从第二步看，I2的浓度大，则生成I(g)的浓度大，由反应式可确定与N2O分解速率关系；在反应中，慢反应对总反应速率起决定性作用；第二步反应慢，则活化能比第三步大。

(3)NO和NO2与NaOH反应生成一种NaNO2和水，由此可写出反应方程式；已知，常温下HNO2的电离常数Ka=5×10-4，利用水解方程式可求出0.5mol/L对应钠盐的pH。

(1)①A．从图中可以看出，a处反应未达平衡，此时反应仍正向进行，v正>0，A正确；

B．e点时，反应达平衡状态，v净=0，B正确；

C．由b点到拐点，反应正向进行，从拐点到c点，反应一直处于平衡状态，C不正确；

D．平衡时，通入氩气，对平衡没有影响，D不正确；

故选AB。答案为：AB；

②T2温度时，NH3的产率为40%，由N2的转化率为40%，0~5min内，N2的物质的量的变化量为1mol×40%=0.4mol，从而求出v（N2）==0.04 mol·L-1·min-l。答案为：0.04；

③温度由T1升高到T2，活化分子数增大，但平衡逆向移动，由此确定k正增大倍数小于k逆增大倍数。

T1°C时，NH3的平衡转化率为50%，由此建立三段式为：

K==或2.37。答案为：增大；小于；或2.37；

(2)在反应过程中，从第二步看，I2的浓度大，则生成I(g)的浓度大，N2O分解速率大，与I(g)的浓度有关；在反应中，慢反应对总反应速率起决定性作用，则第二步反应对总反应速率起决定性作用；第二步反应慢，则活化能比第三步大。答案为：有关；二；大；

(3)NO和NO2与NaOH反应生成一种NaNO2和水，反应方程式为NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O；已知，常温下HNO2的电离常数Ka=5×10-4，水解方程式为NO2-+H2OHNO2+OH-，可设平衡时c(OH-)=x，则Kh==，从而求出x=10-5.5，0.5mol/L对应钠盐的pH=8.5。答案为：NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O；8.5。