Question

(18分)為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。
（1）汽車內燃機工作時會引起N₂和O₂的反應：N₂（g）+O₂（g）2NO（g），是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。
①在T₁、T₂溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應時N₂的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示，根據圖像判斷反應N₂（g）+O₂（g）2NO（g）的△H__________0(填“>”或“<”)。

②在T₃溫度下，向2L密閉容器中充入10molN₂與5mo1O₂，50秒后達到平衡，測得NO的物質的量為2mol，則該反應的速率v (N₂)=___________________。該溫度下，若開始時向上述容器中充入N₂與O₂均為1 mol，則達到平衡后N₂的轉化率為____________。
（2）利用下圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO₂，用陰極排出的溶液可吸收NO₂。

①陽極的電極反應式為_____________________。
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO₂，使其轉化為無害氣體，同時有SO₃^2—生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為_______________。
（3）一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染。常溫下，將a mol·L的醋酸與b molLBa(OH)₂溶液等體積混合，充分反應后，溶液中存在2c(Ba^2＋)=c(CH₃COO^－)，則該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka=______________________(用含a和b的代數(shù)式表示)。

Answer 1

（1）① ＞     ②0.01 mol·L^－1·s^－1    14.3%
（2）①SO₂ + 2H₂O – 2e^－== SO₄^2－+ 4H^＋    ②1:2 
（3）×10^－7 mol·L^－1 （不寫單位也給分）

解析試題分析：（1）①根據題給圖像判斷，一定量的NO發(fā)生分解反應時，溫度為T₂時反應先到達平衡，反應速率大，溫度較高，即T₂＞T₁；而溫度升高，氮氣的體積分數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，故NO的分解反應為放熱反應，則N₂（g）+O₂（g）2NO（g）為吸熱反應，△H＞0；②利用三行式計算。
N₂（g）+O₂（g）2NO（g），
起始（mol/L）：5        2.5             0
反應（mol/L）：0.5      0.5            1
平衡（mol/L）：4.5        2             1
所以v (N₂)=△c(N₂)/△t=0.01 mol·L^－1·s^－1，平衡常數(shù)k=c²(NO)/c(N₂)?c(O₂)=1/4.5×2=1/9；
設N₂轉化濃度為x，則
N₂（g）+O₂（g）2NO（g），
起始（mol/L）：0.5       0.5              0
反應（mol/L）：x          x              2x
平衡（mol/L）：0.5-x    0.5-x            2x
則4x²/(0.5—x)²=1/9；，解得x=1/14，N₂的轉化率為1/14×0.5×100%=14.3%
（2）①根據題給裝置圖判斷，該裝置為電解池。二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區(qū)為陽極區(qū)，電極反應式為SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺。②在堿性條件下，用陰極排出的溶液S₂O₄^2-吸收NO₂，使其轉化為無害氣體，同時有SO₃^2—生成。該反應的化學方程式為2NO₂+4S₂O₄^2-+8OH^－8SO₃^2—+N₂+4H₂O，其中氧化劑為NO₂，還原劑為S₂O₄^2-，物質的量之比為1:2。（3）常溫下，將a mol·L^—1的醋酸與b mol·L^—1Ba(OH)₂溶液等體積混合，發(fā)生的反應為
2CH₃COOH+Ba(OH)₂(CH₃COO)₂Ba+2H₂O，反應后溶液中存在2c(Ba^2＋)=c(CH₃COO^－)="b" mol·L^—1，根據電荷守恒知，c(H^＋)=c(OH^－)=1×10^—7 mol·L^—1，溶液呈中性，則反應后醋酸有剩余，混合溶液中剩余醋酸的濃度為(a—2b)/2 mol·L^—1，電離常數(shù)Ka=c(CH₃COO^－)c(H^＋)/c(CH₃COOH)=×10^－7 mol·L^－1。
考點：考查化學平衡圖像及平衡計算，電解原理應用、氧化還原方程式的書寫，電離常數(shù)計算。