Question

6．各種污染日趨嚴(yán)重，防止污染、改善水質(zhì)的主要措施是對廢氣，廢水進行處理．
（1）大氣污染物中，形成光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)是NO₂
（2）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ•mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ•mol^-1
則汽車尾氣處理的反應(yīng)之一：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5KJ/mol
（3）將0.20mol NO和0.10molCO充入一個容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?
N₂（g）+2CO₂（g），反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如圖1所示：
①反應(yīng)從開始到9min時，用CO₂表示該反應(yīng)的速率是$\frac{0.04}{9}$mol/（L•min）
②第12min時改變的條件是升溫（填“升溫或降溫”）．
③第18min時建立新的平衡，此溫度下的平衡常數(shù)為$\frac{{{{0.02}^2}×0.01}}{{{{0.18}^2}×{{0.08}^2}}}$（列計算式），第24min時，若保持溫度不變，再向容器中充入CO和N₂各0.060mol，平衡將逆向移動（填“正向”、“逆向”或“不”）．
（4）含有乙酸鈉和對氯苯酚（）的酸性廢水，可利用微生物電池法除去，其原理如圖2所示
①B是電池的負(fù)極（填“正”或“負(fù)”）；
②酸性條件下，A極的電極反應(yīng)式為Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-
③設(shè)電極兩邊溶液分別為1L，反應(yīng)一段時間后，A極區(qū)溶液的pH從4變到1，此過程中處理的乙酸鈉的質(zhì)量為2.05g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酸雨分為硫酸型酸雨和硝酸型酸雨來分析；
（2）根據(jù)蓋斯定律來計算；
（3）①圖象分析可知一氧化碳濃度變化為0.04mol/L，二氧化碳生成濃度為0.04mol/L，反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計算；
②圖象分析判斷12min后反應(yīng)物濃度增大，生成物濃度減小，說明平衡逆向進行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫改變符合圖象變化；
③依據(jù)圖象讀出平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算平衡常數(shù)，再加入物質(zhì)濃度，可以利用濃度商計算和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進行的方向；
（4）①根據(jù)原電池中陽離子的移動方向確定正負(fù)極；
②根據(jù)電解池的工作原理結(jié)合電極反應(yīng)來回答判斷；
③根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合電子得失守恒來計算．

解答 解：（1）酸雨分為硫酸型酸雨和硝酸型酸雨，形成硫酸型酸雨的原因是SO₂的排放，硝酸型酸雨的形成是由于NO₂的排放，大氣污染物中，形成光化學(xué)煙霧的主要物質(zhì)是NO₂，
故答案為：NO₂；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H═+180.5kJ•mol^-1：
          ②2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H═-221.0kJ•mol^-1
          ③C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H═-393.5kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，將2×③-①-②可得：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=（-393.5kJ•mol^-1）×2-（+180.5kJ•mol^-1）-（-221.0kJ•mol^-1）=-746.5KJ/mol
故答案為：-746.5KJ/mol；
（3）①反應(yīng)從開始到9min時，圖象分析可知一氧化碳濃度變化為0.04mol/L，二氧化碳生成濃度為0.04mol/L，用CO₂表示該反應(yīng)的速率=$\frac{0.04}{9}$mol/（L•min），
故答案為：$\frac{0.04}{9}$mol/（L•min）；
②圖象分析可知12min后一氧化氮和一氧化碳濃度增大，氮氣濃度減小，說明平衡逆向進行，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進行，符合圖象變化，
故答案為：升溫；
③依據(jù)圖象分析，18min時平衡狀態(tài)下物質(zhì)的濃度為c（NO）=0.18mol/L，c（CO）=0.08mol/L，c（N₂）=0.01mol/L，c（CO₂）=0.02mol/L，反應(yīng)的平衡常數(shù)依據(jù)平衡常數(shù)概念計算，2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），K=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$=$\frac{0.0{2}^{2}×0.01}{0.1{8}^{2}×0.0{8}^{2}}$；若保持溫度不變，此時再向容器中充入CO、NO各0.060mol，濃度商計算Qc=$\frac{0.0{2}^{2}×0.07}{0.1{8}^{2}×0.1{4}^{2}}$=0.044＞K，平衡逆向進行，
故答案為：$\frac{0.0{2}^{2}×0.01}{0.1{8}^{2}×0.0{8}^{2}}$；逆向；
（4）①原電池中氫離子的移動方向是從負(fù)極流向正極，所以B是電池的負(fù)極，
故答案為：負(fù)；
②A是正極，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-，
故答案為：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-；
③由圖2可知，A極即正極反應(yīng)為：Cl--OH+2e^-+H⁺═-OH+Cl^-，A極區(qū)溶液體積為1L，pH從4變到1，故△n（H⁺）=0.1mol，則知A極得0.2mol電子，根據(jù)正負(fù)極得失電子數(shù)相等可知，負(fù)極失去的電子數(shù)也為0.2mol，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)：CH₃COO^--8e^-+2H₂O=2CO₂+7H⁺，可知，處理掉的乙酸鈉的物質(zhì)的量為$\frac{0.2}{8}$mol，故質(zhì)量為：$\frac{0.2}{8}$×82g/mol=2.05g．
故答案為：2.05g．

點評 本題涉及電解池和原電池的工作原理以及應(yīng)用的考查，注意知識的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度中等．