問題詳情:
“綠水青山就是金山銀山”,研究氮氧化物等大氣污染物對建設美麗家鄉,打造宜居環境具有重要意義。NO在空氣中存在:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH。該反應分兩步完成,如圖1所示。
回答下列問題:
(1)寫出反應①的熱化學方程式(ΔH用含物理量E的等式表示)______________________________。
(2)反應①和反應②中,一個是快反應,會快速建立平衡,另一個是慢反應。決定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應速率的是________(填“反應①”或“反應②”);對該反應體系升高温度,發現總反應速率變慢,其原因可能是______________________________________________________________(反應未使用催化劑)。
(3)某温度下向一密閉容器中充入一定量的NO2,測得NO2濃度隨時間變化的曲線如圖2所示。前5 s內O2的平均生成速率為________;該温度下反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的化學平衡常數K為________。
(4)對於(3)中的反應體系達平衡後(壓強為p1),若升高温度,再次達平衡後,混合氣體的平均相對分子質量________(填“增大”“減小”或“不變”);若在恆温恆容條件下,向其中充入一定量O2,再次達平衡後,測得壓強為p2,c(O2)=0.09 mol·L-1,則p1∶p2=________。
(5)水能部分吸收NO和NO2混合氣體得到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曲線如圖3所示,則A點對應的溶液中=________。
【回答】
* (1)2NO(g)N2O2(g) ΔH=(E2-E3) kJ·mol-1
(2)反應② 決定總反應速率的是反應②,温度升高後反應①平衡逆向移動,造成N2O2濃度減小,温度升高對於反應②的影響弱於N2O2濃度減小的影響,N2O2濃度減小導致反應②速率變慢
(3)0.001 mol·L-1·s-1 100
(4)減小 5∶13 (5)103.70
解析 (1)根據題圖1可知反應①為2NO(g)N2O2(g) ΔH=E(生成物)-E(反應物)=(E2-E3) kJ·mol-1。
(3)前5 s內,v(NO2)= mol·L-1·s-1=0.002 mol·L-1·s-1,根據反應速率之比等於化學計量數之比,則v(O2)==0.001 mol·L-1·s-1;2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的平衡常數===0.01,則反應
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數=100。
(4)根據題給信息可知,2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0,温度升高,平衡正向移動,氣體分子數增大,故混合氣體的平均相對分子質量減小;充入一定量O2後平衡逆向移動,設轉化2x mol·L-1 NO後,反應達到新平衡:
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
温度不變,則=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,在恆温恆容條件下,壓強之比等於物質的量濃度之比,p1∶p2=(0.02+0.02+0.01)∶(0.03+0.01+0.09)=5∶13。
(5)根據題圖可知,HNO2為弱*,則Ka(HNO2)=≈==10-3.3,在A點溶液中,根據電荷守恆得c(H+)+c(Na+)=c(NO)+c(OH-),因為A點溶液pH=7,c(H+)=c(OH-),則c(Na+)=c(NO),所以====103.70。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:綜合題