氮的氧化物既是常見(jiàn)的大氣污染物,也是重要的化工原料,它們?cè)诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中都發(fā)揮著重要作用。
(1)在其他條件相同時(shí),分別測(cè)得反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下溫度變化的曲線(xiàn)如圖:
①則p1
<
<
p2(填“>”“<”或“=”,下同),400℃和500℃時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1和K2,則K1>
>
K2。
②已知2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:
Ⅰ:2NO(g)?N2O2(g) ΔH1<0
Ⅱ:N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g)(慢)ΔH2<0
反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的△H=ΔH1+ΔH2
ΔH1+ΔH2
(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。反應(yīng)Ⅰ的活化能E1,與反應(yīng)Ⅱ的活化能E2的大小關(guān)系為E1<
<
E2(填“>”“<”或“=”)。
(2)在373K時(shí),向體積為2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)?N2O4(g) ΔH=-57.0kJ?mol-1的體積分?jǐn)?shù)[φ(NO2)]與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如下表:
t/min |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
φ(NO2) |
1.0 |
0.75 |
0.52 |
0.40 |
0.40 |
①0~20min內(nèi),v(N
2O
4)=
2.0×10-3
2.0×10-3
mol?L
-1?min
-1。
②上述反應(yīng)中,v
正(NO
2)=k
1?c
2(NO
2),v
逆(N
2O
4)=k
2?c(N
2O
4),其中k
1、k
2為速率常數(shù),則373K時(shí)k
1、k
2的數(shù)學(xué)關(guān)系式為
k1=60k2
k1=60k2
。
(3)NH
3催化還原氮氧化物是目前應(yīng)用廣泛的煙氣脫硝技術(shù)。已知:6NO
2(g)+8NH
3(g)?7N
2(g)+12H
2O(l)ΔH,向容積為2L的恒容密閉容器中,充入NO
2和NH
3的混合氣體0.14mol充分反應(yīng)。不同投料比[投料比=
]時(shí),NO
2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖中曲線(xiàn)所示:
①x
>
>
(填“>”“<”或“=”,下同),投料比為3:4時(shí),Q點(diǎn)v
正(NH
3)
>
>
P點(diǎn)v
正(NH
3)。
②利用反應(yīng)6NO
2+8NH
3?7N
2+12H
2O構(gòu)成電池的裝置如圖所示。此方法既能實(shí)現(xiàn)有效清除氮氧化物的排放,減輕環(huán)境污染,又能充分利用化學(xué)能。寫(xiě)出電極A的電極反應(yīng):
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。