Question

【題目】為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要．

（1）汽車內燃機工作時會引起N2和O2的反應：N2+O2═2NO，是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一，科學家設計利用NH3在催化條件下將NOx還原成N2而排放．
①在T1、T2溫度下，一定量的NH3發生分解反應時N2的體積分數隨時間變化如圖1所示，根據圖象判斷反應N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）的△H0（填“＞”或“＜”）．
②在T3溫度下，向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1H2 ， 50秒后達到平衡，測得NH3的物質的量為2mol，則該反應的速率v（N2） ． 該溫度下，若增大壓強此反應的平衡常數將（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”）；若開始時向上述容器中充入N2與H2均為10mol，則達到平衡后H2的轉化率將 ． （填“升高”、“降低”）
（2）利用圖2所示裝置（電極均為惰性電極）可吸收SO2 ， 用陰極排出的溶液可吸收NO2 ．
①陽極的電極反應式為 ．
②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2 ， 使其轉化為無害氣體，同時有SO32﹣生成．該反應的離子方程式為 ．
（3）一定條件下可用甲醇與CO反應生成醋酸消除CO污染．常溫下，將a molL﹣1的醋酸與b mol﹣L﹣1Ba（OH）2溶液等體積混合，充分反應后，溶液中存在2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣），則該混合溶液中醋酸的電離常數Ka=（用含a和b的代數式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）＞；0.01mol?L﹣1?s﹣1；不變；降低
（2）SO2+2H2O﹣2e﹣═SO42﹣+4H+；4S2O42﹣+2NO2+8OH﹣═8SO42﹣+N2+4H2O
（3） ×10﹣7L/mol
【解析】解：（1）①根據圖象判斷，T2曲線先到達平衡，反應速率大，溫度較高，而溫度升高，氮氣的體積分數減小，說明升高溫度平衡向正反應移動，升高溫度向吸熱方向進行，故正反應為吸熱反應，△H＞0．所以答案是：＞；②v（NO）= = =0.02 molL﹣1s﹣1 ， v（N2）：v（NO）=1：2，所以v（N2）=0.01molL﹣1s﹣1；因為平衡常數僅與溫度有關，所以
若增大壓強此反應的平衡常數將不變；若開始時向上述容器中充入N2與H2均為10mol，相對于在原平衡的基礎上在充H25mol，雖然平衡正向移動，但達到平衡后H2的轉化率將降低，所以答案是：0.01molL﹣1s﹣1；不變；降低；（2）①依據圖示可知，二氧化硫被氧化為硫酸根，所以二氧化硫所在的區為陽極區，陽極區發生反應SO2﹣2e﹣+2H2O═SO42﹣+4H+；
所以答案是：SO2+2H2O﹣2e﹣=SO32﹣+4H+；②陰極排出的溶液為S2O42﹣ ， 二氧化氮與其發生反應，S2O42﹣中硫元素由+3價，變為硫酸根中硫元素為+4價，S2O42﹣被氧化是還原劑；二氧化氮中的氮元素化合價為+4價變為氮氣0價，二氧化氮被還原為氧化劑，依據原子守恒和得失電子守恒可得，發生的離子方程式為4S2O42﹣+2NO2+8OH﹣═8SO42﹣+N2+4H2O，所以答案是：4S2O42﹣+2NO2+8OH﹣═8SO42﹣+N2+4H2O；（3）反應平衡時，2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣）=bmol/L，據電荷守恒，溶液中c（H+）=c（OH﹣）=10﹣7mol/L，溶液呈中性，醋酸電離平衡常數依據電離方程式寫出K= = = ×10﹣7L/mol；
用含a和b的代數式表示該混合溶液中醋酸的電離常數為 ×10﹣7L/mol，
所以答案是： ×10﹣7L/mol．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態本質及特征的相關知識，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效），以及對弱電解質在水溶液中的電離平衡的理解，了解當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理．