Question

【題目】氮氧化物的存在會破壞地球環(huán)境，人們一直在積極探索改善大氣質量的有效措施。已知：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H＝+181.5 kJ·mol－1

(1)寫出NO2轉化為HNO3的化學方程式______。

(2)氮氧化物是形成臭氧層空洞、光化學煙霧、______(列舉一種)等大氣污染現(xiàn)象的物質之一。北京市為防治大氣污染，采取的措施有______(寫兩點即可)。

(3)NOx在平流層使O3濃度減少，形成臭氧層空洞，其中一種反應機理可用下圖表示，寫出其總反應的化學方程式______。

(4)某科研小組嘗試利用固體表面催化工藝進行NO的分解。若用、、 和分別表示N2、NO、O2和固體催化劑，在固體催化劑表面分解NO的過程如下圖所示。從吸附到解吸的過程中，能量狀態(tài)最低的是______(填字母序號)。

(5)溫度為T1時，在容積為1L的恒容密閉容器中充入0.6mol的NO2，達平衡時c(O2)＝0.2mol/L，僅發(fā)生反應：2NO2(g)2NO(g)+O2 (g)(△H>0)。實驗測得：v正＝v (NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO) c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，僅受溫度影響。當溫度改變?yōu)?/span>T2時，若k正＝k逆，則T1______T2(填“＞”或“＜”)，得出該結論的理由是______。

Answer 1

【答案】3NO2+H2O= 2HNO3+NO 霧霾、酸雨、溫室效應等 新能源汽車；汽車限行；推廣使用清潔燃料；煤改電等 2O3 3O2 C T2＞T1 達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，根據(jù)k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)c(O2)，且k正＝k逆，可知c2(NO2)＝c2(NO)c(O2)，T2時化學平衡常數(shù)K等于1，大于0.8，且該反應的正反應是吸熱反應，說明升高溫度平衡正向移動，所以 T2＞T1

【解析】

（1）NO2與水反應生成HNO3和NO；

（2）使用新能源汽車替代使用汽油和柴油的汽車、推行汽車限行組成、推廣使用清潔燃料、煤改電等措施減少氮氧化物的排放，減少臭氧層空洞、光化學煙霧、霧霾、酸雨、溫室效應等大氣污染現(xiàn)象的產(chǎn)生；

（3）由反應機理可知，臭氧在一氧化氮作催化劑時分解生成氧氣，破壞臭氧層；

（4）破壞化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵需要放出能量，能量越高越不穩(wěn)定，越低越穩(wěn)定；

（5）升高溫度平衡向吸熱方向移動。

（1）NO2與水反應生成HNO3和NO，反應的化學方程式為：3NO2+H2O= 2HNO3+NO，故答案為：3NO2+H2O= 2HNO3+NO；

（2）氮氧化物是形成臭氧層空洞、光化學煙霧、霧霾、酸雨、溫室效應等大氣污染現(xiàn)象的主要原因之一，為減少氮氧化物的排放，減少大氣污染，應降低化石能源的使用，可以采用的措施有使用新能源汽車替代使用汽油和柴油的汽車、推行汽車限行組成、推廣使用清潔燃料、煤改電等，故答案為：霧霾、酸雨、溫室效應等；新能源汽車、汽車限行、推廣使用清潔燃料、煤改電等；

（3）反應機理可知，臭氧在光的作用下分解生成氧氣和氧原子，氧原子與一氧化氮反應生成二氧化氮，二氧化氮分子間反應生成一氧化氮和氧氣，總反應方程式為：2O3 3O2，故答案為：2O3 3O2；

（4）從機理圖可以看出，首先A狀態(tài)中，NO被吸附到催化劑表面，B狀態(tài)為NO變成N原子和O原子，這個過程需要吸收能量，C狀態(tài)為N原子和N原子結合變成N2，O原子和O原子結合變成O2，這個過程為成鍵過程，需要放出能量，體系能量降低，故答案為：C；

（5）由題給數(shù)據(jù)可知，溫度為T1時，c(NO2)＝（0.6mol/L—0.4mol/L ）、c(NO)=0.4mol/L、c(O2)= 0.2mol/L，化學平衡常數(shù)K為（0.4mol/L）2×（0.2mol/L）/(0.2mol/L)2=0.8；達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，根據(jù)k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)c(O2)，達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，根據(jù)k正c2(NO2)＝k逆K，若k正＝k逆，=1＞0.8，由于該反應的正反應是吸熱反應，說明升高溫度平衡正向移動，所以 T2＞T1，故答案為：＞；達到平衡狀態(tài)時正逆反應速率相等，根據(jù)k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)c(O2)，且k正＝k逆，可知c2(NO2)＝c2(NO)c(O2)，T2時化學平衡常數(shù)K等于1，大于0.8，且該反應的正反應是吸熱反應，說明升高溫度平衡正向移動，所以 T2＞T1。