Question

【題目】氮的化合物是造成大氣污染的主要物質。研究氮的化合物的反應機理對于消除環(huán)境污染有重要意義。

（1）NO在空氣中存在如下反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H，上述反應分兩步完成，其反應歷程如圖所示：回答下列問題：

①寫出反應I的熱化學方程式___。

②對于總反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，對該反應體系升高溫度發(fā)現總反應速率反而變慢，其原因可能是__(反應未使用催化劑)。

（2）用焦炭還原NO2的反應為2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，1molNO2和足量C發(fā)生該反應，測得平衡時NO2和CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：

①A、B兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)___Kc(B)(填“<”“>”或“=”)

②A、B、C三點中NO2的轉化率最低的是___(填“A”“B”或“C”)點。

③計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)=___(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算)

（3）電化學氣敏傳感器可以監(jiān)測空氣環(huán)境中NH3的含量，原理如圖所示。負極的電極反應為___，假設有16.8L(標準狀況)的氨氣進入傳感器參與反應，另一極需要通入標準狀況下O2的體積為___。

Answer 1

【答案】2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3-E4)kJ·mol-1 溫度升高后反應I平衡逆向移動，導致N2O2濃度減小，溫度升高對反應Ⅱ的影響弱于N2O2濃度減小的影響，導致反應Ⅱ速度變慢，最終總反應速率變慢 = B點 4Mpa 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 12.6L

【解析】

（1）①根據能量關系圖，反應I為放熱反應，熱化學方程式2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3-E4)kJ·mol-1 。故答案為：2NO(g)N2O2(g) △H=－(E3-E4)kJ·mol-1 ；

②反應I和反應Ⅱ中，反應I是快反應，會快速建立平衡狀態(tài)，而反應Ⅱ是慢反應。決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應速率的是反應Ⅱ，對于總反應：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，對該反應體系升高溫度發(fā)現總反應速率反而變慢，其原因可能是：溫度升高后反應I平衡逆向移動，導致N2O2濃度減小，溫度升高對反應Ⅱ的影響弱于N2O2濃度減小的影響，導致反應Ⅱ速度變慢，最終總反應速率變慢(反應未使用催化劑)。故答案為：溫度升高后反應I平衡逆向移動，導致N2O2濃度減小，溫度升高對反應Ⅱ的影響弱于N2O2濃度減小的影響，導致反應Ⅱ速度變慢，最終總反應速率變慢；

（2）①A、B兩點的溫度相同，平衡常數K只與溫度有關，A、B兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)=Kc(B)，故答案為：=；

②2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)是個氣體體積增大的反應，增大壓強平衡逆向移動，A、B、C三點中NO2的轉化率最低的是B點。故答案為：B；

③1mol NO2和足量C發(fā)生該反應，設反應二氧化氮x，列三段式：

從圖知C點時NO2和CO2的物質的量濃度相同，則1-x=x，解得x=0.5，則平衡時總的物質的量為1.25mol，計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp(C)= =4Mpa，故答案為：4Mpa；

（3）原電池中，負極失去電子發(fā)生氧化反應，根據圖可知，為氨氣生成氮氣，電極反應式為：2NH3-6e－+6OH－=N2+6H2O；正極的反應為：O2+4e－+H2O=4OH－，逸出氨氣16.8L，參與反應氨氣為0.75mol，則轉移電子數為2.25mol，則氧氣為×2.25mol=0.5625mol，故通入標準狀況下02的體積為0.5625mol×22.4L·mol－1=12.6L；

故答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；12.6L。