Question

為有效控制霧霾，各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量，研究并有效控制空氣中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量顯得尤為重要。

（1）汽車內(nèi)燃機工作時會引起N2和O2的反應：N2（g）+ O2（g）2NO（g），是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。

①在T1、T2溫度下，一定量的NO發(fā)生分解反應時N2的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示，根據(jù)圖像判斷反應N2（g）+ O2（g）2NO（g）的△H__________0(填“>”或“<”)。

②在T3溫度下，向2L密閉容器中充入10molN2與5mo1O2，50秒后達到平衡，測得NO的物質(zhì)的量為2mol，則該反應的速率v（N2）=___________________。該溫度下，若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，則達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為____________。

（2）利用下圖所示裝置(電極均為惰性電極)可吸收SO2，用陰極排出的溶液可吸收NO2。

①陽極的電極反應式為_____________________。

②在堿性條件下，用陰極排出的溶液吸收NO2，使其轉(zhuǎn)化為無害氣體，同時有SO32—生成。該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。

（3）以H2O2和硼氫化合物NaBH4（B的化合價為+3價）作原料的燃 料電池，可用作電解池的電源。其工作原理如圖所示

①寫出a極上的電極反應式： ，

②正極材料采用MnO2，MnO2除了作電極材料之外還可能具有的作用為

Answer 1

（1）① ＞ （1分） ②0.01 mol·L－1·s－1 （1分）（其它每空2分） 14.3%

（2）①SO2 + 2H2O – 2e－== SO42－+ 4H＋ ②1:2

（3）BH4- + 8OH- - 8e- = BO2- + 6H2O （3分） MnO2對電極反應可能具有催化作用（2分）

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)題給圖像知，溫度為T2時先達到平衡狀態(tài)，說明溫度為T2時反應速率快，故溫度：T1＜T2，但溫度為T2時反應達平衡時氮氣的體積分數(shù)低，說明升高溫度平衡向正反應方向進行，正方應是吸熱反應，即△H＞0。②根據(jù)公式v=△n/V△t將題給數(shù)據(jù)代入計算得υ(N2)＝0.01 mol·L－1·s－1；平衡時氮氣和氧氣的濃度分別是5mol/L－0.5mol/L＝4.5mol/L、2.5mol/L－0.5mol/L＝2mol/L，NO的濃度是1mol/L，T3溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K＝1/9，如果該溫度下，若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1 mol，則

N2 （g） + O2（g）2NO（g）

起始濃度（mol/L）0.5 0.5 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）x x 2x

平衡濃度（mol/L）0.5－x 0.5－x 2x

代入平衡常數(shù)表達式 ＝1/9 ,解得x=1/14,達到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為14.3%；

（2）①根據(jù)題給裝置圖分析，SO2在電解池的陽極發(fā)生氧化反應生成硫酸，電極反應式是SO2＋2H2O－2e－＝4H＋＋SO42－；②陰極排除的是S2O42－在與NO2的反應中S元素化合價從＋3價升高到＋4價，失去1個電子，則1molS2O42－失去2mol電子。NO2轉(zhuǎn)化為無毒的氣體應該是氮氣，反應中氮元素化合價從＋4價降低到0價，得到4個電子，因此根據(jù)電子得失守恒可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2。

（3）①以H2O2和硼氫化合物NaBH4（B的化合價為+3價）作原料的燃料電池，分析題給裝置圖知，a極上的電極反應為堿性條件下，BH4—失電子轉(zhuǎn)化為BO2—和水，氫元素的化合價由—1價升高到+1價，電極反應式：BH4- + 8OH- - 8e- = BO2- + 6H2O，②正極反應為過氧化氫得電子生成氫氧根，正極材料采用MnO2，MnO2除了作電極材料之外還可能具有的作用為MnO2對電極反應可能具有催化作用。

考點：考查化學平衡圖像和計算，氧化還原反應的計算，電化學原理。