Question

【題目】NO2、CO、CO2是對環(huán)境影響較大的氣體，對它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

（1）如圖所示，利用電化學(xué)原理將NO2 轉(zhuǎn)化為重要化工原料C。

若A為NO2，B為O2，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為___________；

（2）光氣 (COCl2)是一種重要的化工原料，用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、

聚酯類材料的生產(chǎn)，工業(yè)上通過

Cl2(g)＋CO(g) COCl2(g)制備。左圖為此反應(yīng)的反應(yīng)速率隨溫度變化的曲線，右圖為某次模擬實驗研究過程中容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時間變化的曲線。回答下列問題：

0~6 min內(nèi)，反應(yīng)的平均速率v(Cl2)＝ ；

保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質(zhì)各2mol，則平衡向____________ 方向移動(填“正反應(yīng)”、“逆反應(yīng)”或“不”)；

將初始投料濃度變?yōu)?/span>c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、c(COCl2)=______ mol/L，

保持反應(yīng)溫度不變，則最終達(dá)到化學(xué)平衡時，Cl2的體積分?jǐn)?shù)與上述第6min時Cl2的體積分?jǐn)?shù)相同；

溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)變化的趨勢是______；(填“增大”、“減小”或“不變”)

比較第8min反應(yīng)溫度T（8）與第15min反應(yīng)溫度T(15)的高低：T（8）_____T(15)

(填“＜”、“＞”或“=”)

Answer 1

【答案】30．（1）NO2-e-+H2O=NO3-+2H+

（2） ①0.15 molL-1min -1 ②平衡正向移動 ③ 0.5 ④ 減小 ⑤＜

【解析】

試題分析：（1）該裝置圖是原電池，利用原電池原理將NO2 轉(zhuǎn)化為重要化工原料C，因為A為NO2，B為O2，電解質(zhì)為酸溶液，則C為硝酸，在負(fù)極，NO2失電子生成硝酸，所以負(fù)極的電極反應(yīng)式為NO2-e-+H2O= NO3-+2H+。

（2）①根據(jù)圖像可知，在0-6 min內(nèi)，氯氣的濃度減小了1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L，則反應(yīng)的平均速率v(Cl2)=0.9mol/L÷6min=0.15 molL-1min -1.

②根據(jù)圖像提供的數(shù)據(jù)，化學(xué)平衡常數(shù)為K=0.9÷（0.3×0.1）=30，假設(shè)容器體積為1L，保持溫度不變，在第7min 向體系中加入這三種物質(zhì)各2mol，Q=2.9÷（2.3×2.1）<30，平衡向正反應(yīng)方向移動。

③最終達(dá)到化學(xué)平衡時，Cl2的體積分?jǐn)?shù)與上述第6min時Cl2的體積分?jǐn)?shù)相同，說明這兩種狀態(tài)屬于等效平衡狀態(tài)，若初始投料濃度變?yōu)?/span>c(Cl2)=0.7mol/L、c(CO)=0.5mol/L、根據(jù)等效平衡理論，c(COCl2)=1.2-0.7=0.5mol/L，

④根據(jù)圖像可知，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，則化學(xué)平衡常數(shù)減小。

⑤第8min時反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，在第10min時，CO和氯氣的濃度增大，COCl2的濃度減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，根據(jù)上述分析，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以T（8）< T(15)。