Question

【題目】研究氮氧化物的反應機理，對于消除對環(huán)境的污染有重要意義。升高溫度絕大多數(shù)的化學反應速率增大，但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率卻隨著溫度的升高而減小。某化學小組為研究該特殊現(xiàn)象的實質原因，查閱資料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步：

①2NO(g)N2O2(g)(快)；v1正=k1正c2(NO)；v1逆=k1逆c(N2O2)H1<0

②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)；v2正=k2正c(N2O2)c(O2)；v2逆=k2逆c2(NO2)H2<0

請回答下列問題：

（1）反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的H= (用含H1和H2的式子表示)。一定溫度下，反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態(tài)，請寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數(shù)表達式K= ，升高溫度，K值 (填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反應②，反應①的活化能E1與反應②的活化能E2的大小關系為E1 E2(填“>”、“<”或“=”)。根據(jù)速率方程分析，升高溫度該反應速率減小的原因是 。

A．k2正增大，c(N2O2)增大

B．k2正減小，c(N2O2)減小

C．k2正增大，c(N2O2)減小

D．k2正減小，c(N2O2)增大

由實驗數(shù)據(jù)得到v2正~[O2]的關系可用右圖表示。當x點升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳�的點為 (填字母)。

（3）工業(yè)上可用氨水作為NO2的吸收劑，NO2通入氨水發(fā)生的反應：2NO2+2NH3·H2O=NH4NO3+NH4NO2+H2O。若反應后的溶液滴入甲基橙呈紅色，則反應后溶液中c(NH4+) c(NO3-)+c(NO2-)(填“>”“<”或“=”)。工業(yè)上也可用電解法處理氮氧化物的污染。電解池如圖所示，陰陽電極間是新型固體氧化物陶瓷，在一定條件下可傳導O2-。

該電解池陰極的電極反應式是 。陽極產生的氣體N的化學式是 。

Answer 1

【答案】

（1）△H1+△H2；；減��；

（2）＜；c；a；

（3）＜；2NOx+4xe-=N2+2xO2-；O2。

【解析】

試題分析：（1）①2NO(g)N2O2(g)；②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)，而目標反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=①+②=△H1+△H2，由反應達平衡狀態(tài)，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)c(O2)=k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2)，則是K==，而正反應是放熱反應，所以升高溫度，平衡常數(shù)減小，故答案為：△H1+△H2；；減��；

（2）因為決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反應②，所以反應①的活化能E1遠小于反應②的活化能E2；決定反應速率的是反應②，而溫度越高k2正增大，反應速率加快，二氧化二氮的濃度減少，導致兩者的積減小；v2正升高到某一溫度時v2正減小，平衡逆向移動，氧氣的濃度增大，所以反應重新達到平衡，則變?yōu)橄鄳�的點為a，故答案為：＜；c；a；

（3）根據(jù)電荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(NO3-)+c(NO2-)+c(OH-)，而甲基橙呈紅色，說明溶液呈酸性c(H+)＞c(OH-)，所以c(NH4+)＜c(NO3-)+c(NO2-)，O2-在陽極發(fā)生氧化反應生成氧氣，所以氣體N為O2，而氮的氧化物在陰極發(fā)生還原反應生成氮氣，陰極的電極反應式：2NOx+4xe-=N2+2xO2-，故答案為：＜；2NOx+4xe-=N2+2xO2-；O2。