Question

【題目】研究、、等的處理方法對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要意義。

（1）科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成和，其反應(yīng)為：

①為了研究外界條件對(duì)該反應(yīng)的影響，進(jìn)行下表三組實(shí)驗(yàn)，測(cè)得不同時(shí)刻NO的濃度（c）隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖1所示。1、2、3代表的實(shí)驗(yàn)編號(hào)依次是________。（已知在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。）

實(shí)驗(yàn)溫度NO初始濃度O初始濃度催化劑比表面積催化劑用量編號(hào)（℃）

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	溫度 （℃）	NO初始濃度	CO初始濃度	催化劑比表面積	催化劑用量 （g）
Ⅰ	280			82	50
Ⅱ	280			124	50
Ⅲ	350			124	50

②圖2表示NO的平衡轉(zhuǎn)化率（a）隨溫度、壓強(qiáng)變化的示意圖。X表示的是________，理由是________；Y表示的是________，且Y1________Y2（填“>”或“<”）。

（2）一定溫度下，將與以體積比1：2置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)為25％。該反應(yīng)的平衡常數(shù)________。

（3）利用原電池反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)的無害化，總反應(yīng)為，電解質(zhì)溶液為堿性。工作一段時(shí)間后，該電池負(fù)極區(qū)附近溶液pH________（填“變大”、“變小”或“不變”），正極電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ 溫度 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡向左移動(dòng)， 降低：該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，增大 壓強(qiáng) < 1.8 變小

【解析】

（1）①根據(jù)溫度和催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響及平衡的移動(dòng)，結(jié)合圖象和表格來判斷；
②反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，結(jié)合反應(yīng)的焓變分析溫度變化對(duì)化學(xué)平衡的影響；
（2）設(shè)NO2與SO2的物質(zhì)的量分別為1mol、2mol，容器體積為1L，則
NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）
開始 1 2 0 0
轉(zhuǎn)化 x x x x
平衡 1-x 2-x x x
達(dá)到平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為25%，則

解得x=0.75mol/L，
結(jié)合K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比計(jì)算。
（3）正極上是二氧化氮得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極上是氨氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電極反應(yīng)分析判斷。

①溫度越高，反應(yīng)速率越快，催化劑能改變反應(yīng)速率，但不改變平衡狀態(tài)，由圖1可知，反應(yīng)3的速率最快，反應(yīng)1的速率比反應(yīng)2的速率快，達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相同，圖表中反應(yīng)Ⅲ的溫度最高且催化劑的表面積最大，則反應(yīng)3為Ⅲ，而Ⅱ與Ⅰ比較溫度相同，但Ⅱ催化劑的表面積大，即Ⅱ的反應(yīng)速率比Ⅰ快，但平衡狀態(tài)相同，可知反應(yīng)1為Ⅱ，反應(yīng)2為Ⅰ，

故答案為Ⅱ、Ⅰ、Ⅲ；

②反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，反應(yīng)焓變△H<0，正反應(yīng)放熱，降低溫度有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率降低，則可采取的措施有升高溫度或降低壓強(qiáng)，因此條件為溫度，則Y表示壓強(qiáng)，控制溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，NO轉(zhuǎn)化率越高，則Y1<Y2，

故答案為溫度；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向左移動(dòng)，α(NO)降低；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，α(NO)增大；壓強(qiáng)；<；

(2)設(shè)NO2與SO2的物質(zhì)的量分別為1mol、2mol，容器體積為1L，則

NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)

開始 1 2 0 0

轉(zhuǎn)化 x x x x

平衡 1x 2x x x

達(dá)到平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為25%，則，解得x=0.75mol/L，

該反應(yīng)的平衡常數(shù)，

故答案為1.8；

(3)原電池工作時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電極總反應(yīng)6NO2+8NH3=7N2+12H2O，可知正極上是二氧化氮得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2NO2+8e+4H2O=N2+8OH，該電池正極區(qū)附近溶液pH增大，

故答案為變大； 2NO2+8e+4H2O=N2+8OH。