Question

氮氧化物的存在会破坏地球环境，人们一直在积极探索改善大气质量的有效措施。已知：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)  △H＝+181.5 kJ·mol^－1 

(1)写出NO₂转化为HNO₃的化学方程式______。

(2)氮氧化物是形成臭氧层空洞、光化学烟雾、______(列举一种)等大气污染现象的物质之一。北京市为防治大气污染，采取的措施有______(写两点即可)。

(3)NO_x在平流层使O₃浓度减少，形成臭氧层空洞，其中一种反应机理可用下图表示，写出其总反应的化学方程式______。

(4)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用、、 和分别表示N₂、NO、O₂和固体催化剂，在固体催化剂表面分解NO的过程如下图所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是______(填字母序号)。

(5)温度为T₁时，在容积为1L的恒容密闭容器中充入0.6mol的NO₂，达平衡时c(O₂)＝0.2mol/L，仅发生反应：2NO₂(g)2NO(g)+O₂ (g)(△H>0)。实验测得：v_正＝v (NO₂)_消耗＝k_正c²(NO₂)，v_逆＝v(NO)_消耗＝2v(O₂)_消耗＝k_逆c²(NO) •c(O₂)，k_正、k_逆为速率常数，仅受温度影响。当温度改变为T₂时，若k_正＝k_逆，则T₁______T₂(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是______。

Answer

3NO2+H2O= 2HNO3+NO 雾霾、酸雨、温室效应等 新能源汽车；汽车限行；推广使用清洁燃料；煤改电等 2O3 3O2 C T2＞T1 达到平衡状态时正逆反应速率相等，根据k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)•c(O2)，且k正＝k逆，可知c2(NO2)＝c2(NO)•c(O2)，T2时化学平衡常数K等于1，大于0.8，且该反应的正反应是吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以 T2＞T1

【解析】

（1）NO2与水反应生成HNO3和NO；

（2）使用新能源汽车替代使用汽油和柴油的汽车、推行汽车限行组成、推广使用清洁燃料、煤改电等措施减少氮氧化物的排放，减少臭氧层空洞、光化学烟雾、雾霾、酸雨、温室效应等大气污染现象的产生；

（3）由反应机理可知，臭氧在一氧化氮作催化剂时分解生成氧气，破坏臭氧层；

（4）破坏化学键需要吸收能量，形成化学键需要放出能量，能量越高越不稳定，越低越稳定；

（5）升高温度平衡向吸热方向移动。

（1）NO2与水反应生成HNO3和NO，反应的化学方程式为：3NO2+H2O= 2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O= 2HNO3+NO；

（2）氮氧化物是形成臭氧层空洞、光化学烟雾、雾霾、酸雨、温室效应等大气污染现象的主要原因之一，为减少氮氧化物的排放，减少大气污染，应降低化石能源的使用，可以采用的措施有使用新能源汽车替代使用汽油和柴油的汽车、推行汽车限行组成、推广使用清洁燃料、煤改电等，故答案为：雾霾、酸雨、温室效应等；新能源汽车、汽车限行、推广使用清洁燃料、煤改电等；

（3）反应机理可知，臭氧在光的作用下分解生成氧气和氧原子，氧原子与一氧化氮反应生成二氧化氮，二氧化氮分子间反应生成一氧化氮和氧气，总反应方程式为：2O3 3O2，故答案为：2O3 3O2；

（4）从机理图可以看出，首先A状态中，NO被吸附到催化剂表面，B状态为NO变成N原子和O原子，这个过程需要吸收能量，C状态为N原子和N原子结合变成N2，O原子和O原子结合变成O2，这个过程为成键过程，需要放出能量，体系能量降低，故答案为：C；

（5）由题给数据可知，温度为T1时，c(NO2)＝（0.6mol/L—0.4mol/L ）、c(NO)=0.4mol/L、c(O2)= 0.2mol/L，化学平衡常数K为（0.4mol/L）2×（0.2mol/L）/(0.2mol/L)2=0.8；达到平衡状态时正逆反应速率相等，根据k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)•c(O2)，达到平衡状态时正逆反应速率相等，根据k正c2(NO2)＝k逆•K，若k正＝k逆，=1＞0.8，由于该反应的正反应是吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以 T2＞T1，故答案为：＞；达到平衡状态时正逆反应速率相等，根据k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)•c(O2)，且k正＝k逆，可知c2(NO2)＝c2(NO)•c(O2)，T2时化学平衡常数K等于1，大于0.8，且该反应的正反应是吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以 T2＞T1。