“绿水青山就是金山银山”,研究氮氧化物等大气污染物对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。NO在空气中存在...
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“绿水青山就是金山银山”,研究氮氧化物等大气污染物对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。NO在空气中存在:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH。该反应分两步完成,如图1所示。
回答下列问题:
(1)写出反应①的热化学方程式(ΔH用含物理量E的等式表示)______________________________。
(2)反应①和反应②中,一个是快反应,会快速建立平衡,另一个是慢反应。决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是________(填“反应①”或“反应②”);对该反应体系升高温度,发现总反应速率变慢,其原因可能是______________________________________________________________(反应未使用催化剂)。
(3)某温度下向一密闭容器中充入一定量的NO2,测得NO2浓度随时间变化的曲线如图2所示。前5 s内O2的平均生成速率为________;该温度下反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的化学平衡常数K为________。
(4)对于(3)中的反应体系达平衡后(压强为p1),若升高温度,再次达平衡后,混合气体的平均相对分子质量________(填“增大”“减小”或“不变”);若在恒温恒容条件下,向其中充入一定量O2,再次达平衡后,测得压强为p2,c(O2)=0.09 mol·L-1,则p1∶p2=________。
(5)水能部分吸收NO和NO2混合气体得到HNO2溶液。若向20.00 mL 0.10 mol·L-1 HNO2溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,所得pH曲线如图3所示,则A点对应的溶液中=________。
【回答】
* (1)2NO(g)N2O2(g) ΔH=(E2-E3) kJ·mol-1
(2)反应② 决定总反应速率的是反应②,温度升高后反应①平衡逆向移动,造成N2O2浓度减小,温度升高对于反应②的影响弱于N2O2浓度减小的影响,N2O2浓度减小导致反应②速率变慢
(3)0.001 mol·L-1·s-1 100
(4)减小 5∶13 (5)103.70
解析 (1)根据题图1可知反应①为2NO(g)N2O2(g) ΔH=E(生成物)-E(反应物)=(E2-E3) kJ·mol-1。
(3)前5 s内,v(NO2)= mol·L-1·s-1=0.002 mol·L-1·s-1,根据反应速率之比等于化学计量数之比,则v(O2)==0.001 mol·L-1·s-1;2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的平衡常数===0.01,则反应
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数=100。
(4)根据题给信息可知,2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0,温度升高,平衡正向移动,气体分子数增大,故混合气体的平均相对分子质量减小;充入一定量O2后平衡逆向移动,设转化2x mol·L-1 NO后,反应达到新平衡:
2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)
起始(mol·L-1) 0.02 0.02 0.01
新平衡(mol·L-1) 0.02+2x 0.02-2x 0.09
温度不变,则=0.01,解得2x=0.01,即新平衡中c(NO2)=0.03 mol·L-1、c(NO)=0.01 mol·L-1、c(O2)=0.09 mol·L-1,在恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量浓度之比,p1∶p2=(0.02+0.02+0.01)∶(0.03+0.01+0.09)=5∶13。
(5)根据题图可知,HNO2为弱*,则Ka(HNO2)=≈==10-3.3,在A点溶液中,根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(NO)+c(OH-),因为A点溶液pH=7,c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(NO),所以====103.70。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:综合题
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