Question

某條件下，在2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2NO₂(g)2NO(g)＋O₂(g)，在三種不同條件下進(jìn)行，其中實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ都在800 ℃，實(shí)驗(yàn)Ⅲ在850 ℃，NO、O₂的起始濃度都為0，NO₂的濃度(mol·L^－1)隨時(shí)間(min)的變化如圖所示。請(qǐng)回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)Ⅱ隱含的反應(yīng)條件是           。

(2)實(shí)驗(yàn)II中，從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡，用氧氣濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為      。

(3)800 ℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=           。該反應(yīng)是       (填“吸” 或“ 放”)熱反應(yīng)。

(4)若實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)到平衡后，再向密閉容器中通入2 mol由物質(zhì)的量之比為1∶1組成的NO₂與O₂混合氣體(保持溫度不變)，此時(shí)反應(yīng)將向         (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行。

(5)NO₂、NO是重要的大氣污染物，近年來人們利用NH₃在一定條件下與之反應(yīng)而將其轉(zhuǎn)化為無害的參與大氣循環(huán)的物質(zhì)，如：8NH₃＋6NO₂7N₂＋12H₂O。若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，融熔K₂CO₃為電解質(zhì)，則正極反應(yīng)方程式為：                                                      。

(6)向AlCl₃溶液中逐滴加入氨水，發(fā)生如下反應(yīng)Al^3＋＋3NH₃·H₂O Al(OH)₃↓＋3，一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^－5 mol·L^－1時(shí)，沉淀已完全。已知當(dāng)溶液中Al^3＋恰好沉淀完全時(shí)溶液的pH=4.7，則Al(OH)₃的溶度積常數(shù)為           (已知：lg2=0.3)。

Answer 1

【答案】(1)使用了催化劑；(2)0.0125 mol·L^－1·min^－1

(3)0.25 mol·L^－1；吸；     (4)向正反應(yīng)方向

(5)2NO₂＋4CO₂＋8e^－N₂＋4或6NO₂＋12CO₂＋24e^－3N₂＋12

(6)1.25×10^－33mol⁴·L^－4

【解析】本題考查了化學(xué)圖象的分析與影響化學(xué)平衡的因素。(1)因?qū)嶒?yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ平衡時(shí)NO₂的濃度相同，但實(shí)驗(yàn)Ⅱ反應(yīng)速率大，則實(shí)驗(yàn)Ⅱ使用了催化劑，故答案為：使用了催化劑。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅱ達(dá)到平衡所需時(shí)間為20min，圖象中二氧化氮的濃度改變?yōu)?.0mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，二氧化氮的反應(yīng)速率v===0.025mol/L，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比計(jì)算得到氧氣表示的反應(yīng)速率=V(NO₂)=×0.025mol/L=0.0125mol•L^-1•min^-1，故答案為：0.0125mol•L^-1•min^-1。(3)由反應(yīng)2NO₂(g)2NO(g)+O₂(g)，則K=，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中達(dá)平衡后，c(NO₂)=0.5mol/L，

平衡常數(shù)K===0.25，又溫度越高，平衡時(shí)NO₂的濃度越小，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故答案為：0.25；吸；(4)實(shí)驗(yàn)Ⅰ平衡常數(shù)K=0.25，通入2mol由物質(zhì)的量之比為1：1組成的NO₂與O₂混合氣體(保持溫度不變)，此時(shí)為c(NO₂)=0.5mol/L+=1mol/L，c(NO)=0.5mol/L，c(O₂)=0.25mol/L+=0.75mol/L，濃度商為Q_c==0.1825＜0.25，平衡向右移動(dòng)，故答案為：向正反應(yīng)方向。(5)8NH₃＋6NO₂7N₂＋12H₂O，若將此反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，融熔K₂CO₃為電解質(zhì)，因氨氣具有還原性，NO₂具有氧化性，由氧化還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒的氮?dú)饪膳欧旁诃h(huán)境中，氧化還原反應(yīng)為8NH₃＋6NO₂7N₂＋12H₂O形成原電池反應(yīng)正極上是二氧化氮得到電子生成氮?dú)�，電極反應(yīng)為：2NO₂＋4CO₂＋8e^－N₂＋4或6NO₂＋12CO₂＋24e^－3N₂＋12(6)已知當(dāng)溶液中Al³⁺恰好沉淀完全時(shí)溶液的pH=4.7，溶液中氫氧根離子濃度c(OH^-)==10^-9.3mol/L=mol/L=mol/L=5×10^-5mol/L，一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol•L^-1時(shí)，沉淀已完全，則Al(OH)₃的溶度積常數(shù)為K_sp=c³(OH^-)c(Al³⁺)=(5×10^-10)³×1×10^-5 =1.25×10^-33mol⁴•L^-4。