Question

【题目】为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要．

（1）汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应：N2+O2═2NO，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一，科学家设计利用NH3在催化条件下将NOx还原成N2而排放．
①在T1、T2温度下，一定量的NH3发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图1所示，根据图象判断反应N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）的△H0（填“＞”或“＜”）．
②在T3温度下，向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1H2 ， 50秒后达到平衡，测得NH3的物质的量为2mol，则该反应的速率v（N2） ． 该温度下，若增大压强此反应的平衡常数将（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）；若开始时向上述容器中充入N2与H2均为10mol，则达到平衡后H2的转化率将 ． （填“升高”、“降低”）
（2）利用图2所示装置（电极均为惰性电极）可吸收SO2 ， 用阴极排出的溶液可吸收NO2 ．
①阳极的电极反应式为 ．
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2 ， 使其转化为无害气体，同时有SO32﹣生成．该反应的离子方程式为 ．
（3）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染．常温下，将a molL﹣1的醋酸与b mol﹣L﹣1Ba（OH）2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣），则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=（用含a和b的代数式表示）．

Answer 1

【答案】
（1）＞；0.01mol?L﹣1?s﹣1；不变；降低
（2）SO2+2H2O﹣2e﹣═SO42﹣+4H+；4S2O42﹣+2NO2+8OH﹣═8SO42﹣+N2+4H2O
（3） ×10﹣7L/mol
【解析】解：（1）①根据图象判断，T2曲线先到达平衡，反应速率大，温度较高，而温度升高，氮气的体积分数减小，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度向吸热方向进行，故正反应为吸热反应，△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；因为平衡常数仅与温度有关，所以
若增大压强此反应的平衡常数将不变；若开始时向上述容器中充入N2与H2均为10mol，相对于在原平衡的基础上在充H25mol，虽然平衡正向移动，但达到平衡后H2的转化率将降低，所以答案是：0.01molL﹣1s﹣1；不变；降低；（2）①依据图示可知，二氧化硫被氧化为硫酸根，所以二氧化硫所在的区为阳极区，阳极区发生反应SO2﹣2e﹣+2H2O═SO42﹣+4H+；
所以答案是：SO2+2H2O﹣2e﹣=SO32﹣+4H+；②阴极排出的溶液为S2O42﹣ ， 二氧化氮与其发生反应，S2O42﹣中硫元素由+3价，变为硫酸根中硫元素为+4价，S2O42﹣被氧化是还原剂；二氧化氮中的氮元素化合价为+4价变为氮气0价，二氧化氮被还原为氧化剂，依据原子守恒和得失电子守恒可得，发生的离子方程式为4S2O42﹣+2NO2+8OH﹣═8SO42﹣+N2+4H2O，所以答案是：4S2O42﹣+2NO2+8OH﹣═8SO42﹣+N2+4H2O；（3）反应平衡时，2c（Ba2+）=c（CH3COO﹣）=bmol/L，据电荷守恒，溶液中c（H+）=c（OH﹣）=10﹣7mol/L，溶液呈中性，醋酸电离平衡常数依据电离方程式写出K= = = ×10﹣7L/mol；
用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为 ×10﹣7L/mol，
所以答案是： ×10﹣7L/mol．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对弱电解质在水溶液中的电离平衡的理解，了解当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时，弱电解质的电离就处于电离平衡状态；电离平衡是化学平衡的一种，同样具有化学平衡的特征．条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理．