Question

【題目】對工業(yè)廢氣進行脫硝有多種方法。

（1）用活性炭還原法處理氮氧化物的反應為C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)。一定條件下按下表所示條件向體積固定的容器中充入物質發(fā)生該反應。

容器	溫度	體積	C(s)	NO(g)	N2(g)	CO2(g)
甲	600℃	V L	1mol	2mol	0	0
乙	600℃	V L	0	0	2mol	2mol

①下列能說明甲容器中反應達到平衡狀態(tài)的是_______。

a．容器的壓強保持不變 b．v(NO)正＝2v(CO2)逆

c．混合氣體的密度保持不變 d．NO、N2、CO2的物質的量之比為2∶1∶1

②關于平衡時的甲、乙兩容器，下列說法一定正確的是_______。

a．p(甲)＝p(乙) b．c(NO)甲＝c(CO2)乙

c．2c(CO2)甲＝c(N2)乙 d．體積分數φ(CO2)甲＝φ(N2)乙

（2）氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用生成亞硝酰氯(ClNO)，涉及反應如下：4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g) K1 ；2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋ClNO(g) K2；2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g) K3；則K1、K2 、K3之間的關系為K3＝_______

（3）利用O3進行如下脫硝反應：2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g) ΔH＜0。其他條件一定時，NO2(g)的平衡轉化率隨溫度和壓強的變化情況如下圖甲所示。X表示_______（填“壓強”或“溫度”），L1_______L2(填“＜”或“＞”)。

（4）用稀硝酸吸收NOx進行脫硝，得到HNO3和HNO2（弱酸）的混合溶液，電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應式：_______。

Answer 1

【答案】BC CD K22/K1 溫度 ＜ HNO22e＋H2O＝3H+＋NO

【解析】

根據反應平衡狀態(tài)的含義分析判斷反應是否達到平衡狀態(tài)；根據平衡常數表達式分析比較各平衡常數之間的關系；根據勒夏特列原理結合圖像分析解答；根據電解原理分析書寫電極反應式。

（1）①a．反應前后氣體的體積不變，所以反應過程中容器的壓強始終保持不變，壓強不變不能說明達到平衡，故此項錯誤；

b．v(NO)正＝2v(CO2)正＝2v(CO2)逆 ，正逆反應速率相等，能說明反應達到平衡狀態(tài)，故此項正確；

c．根據質量守恒，反應為氣體質量減小的反應，所以混合氣體的密度保持不變能說明反應達到平衡狀態(tài)，故此項正確；

d．NO、N2、CO2的物質的量之比為2∶1∶1，不能說明它們的濃度不再改變，也就不能說明達到平衡，故此項錯誤，故答案為：bc；

②a．若容器乙的體積為甲的2倍，則兩容器中反應平衡等效，此時乙的體積與甲相等，則p(甲)＝1/2p(乙)，故此項錯誤；

b．平衡的轉化率未知，則平衡時無法判斷平衡只反應物和生成物濃度的相對大小，故此項錯誤；

c．若容器乙的體積為甲的2倍，則兩容器中反應平衡等效，因為兩容器體積相等，則平衡時2c(CO2)甲＝2c(CO2)乙，根據反應方程式可得，平衡時c(CO2)乙=c(N2)乙，則2c(CO2)甲＝c(N2)乙 ，故此項正確；

d．因為反應前后氣體體積不變，所以兩容器中反應平衡時，轉化率相同，則體積分數φ(CO2)甲＝φ(N2)乙，故此項正確，故答案為：cd；

（2）由平衡常數表達式得： ，，，則，故答案為：；

（3）如圖所示NO2的轉化率降低，說明平衡向逆方向移動。該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆方向移動，所以X為溫度，反應為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正方向移動，所以X不能是壓強；相同溫度時，壓強由L1變?yōu)?/span>L2，平衡向正方向移動，說明壓強增大，即L1＜L2，故答案為：溫度； ＜；

（4）電解時，陽極失電子發(fā)生氧化反應，HNO2在陽極失電子，氧化生成NO，電極反應式為：HNO22e＋H2O＝3H+＋NO，故答案為：HNO22e＋H2O＝3H+＋NO。