(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂.
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应.如:
6Ag(s)+O3(g)═3Ag2O(s);△H=-235.8kJ/mol.
己知:2Ag2O(s)═4Ag(s)+O2(g);△H=+62.2kJ/mol,
则O3转化为O2的热化学方程式为______;
②科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧.臭氧在阳极周围的水中产生,阴极附近的氧气则生成过氧化氢,阴极电极反应式为______.
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为:
C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g).某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间/min浓度(mol/L) | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0•30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.l7 |
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数K=______(保留两位小数);
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是______ (填序号字母);
A.容器内压强保持不变
B.2v正(NO)=v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
④30min时改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是______;
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率______(填“增大”、“不变”或“减小”).
(1)①a、6Ag(s)+O3(g)═3Ag2O(s);△H=-235.8kJ/mol.
b、2Ag2O(s)═4Ag(s)+O2(g);△H=+62.2kJ/mol
依据盖斯定律a×2+b×3得到:2O3(g)═3O2(g);△H=-285kJ/mol;故答案为:2O3(g)═3O2(g);△H=-285kJ/mol;
②由阳极制得臭氧,阴极制得过氧化氢.电解总方程式为:3H2O+3O2═3H2O2+O3,阳极反应为3H2O=O3+6H++6e-,阴极反应为6H++3O2+6e-=3H2O2;
故答案为:6H++3O2+6e-=3H2O2;
(2)①10min~20min以内v(CO2)表示的反应速率=
=0.009mol/L•min;故答案为:0.009mol/L•min;0.30mol/L-0.21mol/L 10min
②T1℃时该反应平衡浓度为,c(N2)=0.3mol/L;c(CO2)=0.3mol/L;c(NO)=0.4mol/L; K=
=c(N2)c(CO2) c2(NO)
=0.56;故答案为:0.56;0.3×0.3 0.42
③C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g).反应是气体体积不变的反应;
A.反应是气体体积不变的反应,反应过程中和反应平衡状态压强相同,所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡,故A错误;
B.反应速率之比等于化学方程式系数之比,当v正(NO)=2v逆(N2),反应达到平衡,v正(NO)=2v正(N2)z只能说明反应正向进行,故B错误;
C.容器内CO2的体积分数不变,说明反应达到平衡,故C正确;
D.混合气体密度等于质量除以体积,反应中碳是固体,平衡移动气体质量变化,体积不变,所以混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡,故D正确;
故选CD;
④30min时改变某一条件,反应重新达到平衡,依据平衡常数计算得到c(N2)=0.34mol/L;c(CO2)=0.17mol/L;c(NO)=0.32mol/L;K=
=c(N2)c(CO2) c2(NO)
=0.56,化学平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度减小,反应前后气体体积不变,所以可能是减小溶液体积后加入氮气;故答案为:减小体积,增大氮气浓度;0.34×0.17 0.322
⑤一定温度下,随着NO的起始浓度增大,C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g).反应是气体体积不变的反应;增大一氧化氮浓度相当于增大体系压强,平衡不动,一氧化氮转化率不变;
故答案为:不变;