Question

2．氮元素的化合物種類繁多，性質(zhì)也各不相同．
（1）圖1為一定溫度下1molNO₂（g）和1molCO（g）反應(yīng)生成NO（g）和CO₂（g）過程中的能量變化示意圖．已知E₁=147.5kJ•mol^-1，E₂=376.2kJ•mol^-1（E₁、E₂為反應(yīng)的活化能）．若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，則E₁減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-228.7KJ/mol．
（2）硝基苯甲酸乙酯在OH^-存在的條件下發(fā)生水解反應(yīng)：
O₂NC₆H₄COOC₂H₅+OH^-?O₂NC₆H₄COOO^-+C₂H₅OH
兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.050mol•L^-1，某溫度下測得O₂NC₆H₄COOC₂H₅的轉(zhuǎn)化率α隨時間變化的數(shù)據(jù)如下表所示：

t/s	0	120	180	240	330	530	600	700	800
α/%	0	33	42	49	59	73	74	75	75

回答下列問題：①該反應(yīng)在330s～530s的平均反應(yīng)速率為$\frac{0.05×（73%-59%）}{200}$（只列算式，不做運算）
②為提高O₂NC₆H₄COOC₂H₅的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施有增加OH^-的濃度、移去產(chǎn)物． （寫1條即可）
（3）2015年8月12日天津港爆炸中有一定量的氰化物泄露，可用如圖2所示裝置除去含CN^-、Cl^-廢水中的CN^-，控制溶液pH為9～10，陽極產(chǎn)生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無污染的氣體，該反應(yīng)的離子方程式為2CN^-+5ClO^-+H₂O═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+2OH^-，，其中兩個電極的材料分別為石墨和鐵，則石墨作陽極，其電極反應(yīng)式為Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O．

Answer 1

分析 （1）催化劑能降低反應(yīng)的活化能，增大反應(yīng)速率，反應(yīng)的焓變=E₁-E₂，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式；
（2）①根據(jù)轉(zhuǎn)化率計算濃度的變化計算反應(yīng)速率V=$\frac{△c}{△t}$；
②為提高O₂NC₆H₄COOC₂H₅的平衡轉(zhuǎn)化率，可使平衡向正向移動，除溫度外，還可增加另一種反應(yīng)物濃度或減小生成物的濃度；
（3）根據(jù)裝置圖，該電解質(zhì)溶液呈堿性，電解時，陽極要生成氯氣，氯氣和氫氧根離子反應(yīng)生成次氯酸根離子和水，ClO^-將CN^-氧化為兩種無污染的氣體，兩種氣體為二氧化碳和氮氣，據(jù)此分析．

解答 解：（1）若在反應(yīng)體系中加入催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，反應(yīng)速率增大，則E₁減小，圖象分析可知一定溫度下1molNO₂（g）和1molCO（g）反應(yīng)生成NO（g）和CO₂（g）過程中，反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=147.5KJ/mol-376.2kJ/mol^-=-228.7KJ/mol，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-228.7KJ/mol，
故答案為：減小，NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-228.7KJ/mol；
（2）①該反應(yīng)在330s～530s的平均反應(yīng)速率=$\frac{0.05×（73%-59%）}{200}$，
故答案為；$\frac{0.05×（73%-59%）}{200}$；
②為提高O₂NC₆H₄COOC₂H₅的平衡轉(zhuǎn)化率，可使平衡向正向移動，可增加OH^-的濃度、移去產(chǎn)物，
故答案為：增加OH^-的濃度、移去產(chǎn)物；
（3）陽極產(chǎn)生的ClO^-將CN^-氧化為兩種無污染的氣體，兩種氣體為二氧化碳和氮氣，該反應(yīng)在堿性條件下進行，所以應(yīng)該有氫氧根離子生成，反應(yīng)方程式為2CN^-+5ClO^-+H₂O═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+2OH^-，該電解質(zhì)溶液呈堿性，電解時，用不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘僮髫摌O，可以用較不活潑金屬作正極，石墨做陽極，陽極上氯離子失電子生成氯氣，氯氣和氫氧根離子反應(yīng)生成次氯酸根離子和水，所以陽極反應(yīng)式為Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O，
故答案為：2CN^-+5ClO^-+H₂O═N₂↑+2CO₂↑+5Cl^-+2OH^-，陽，Cl^-+2OH^--2e^-═ClO^-+H₂O．

點評 本題主要考查反應(yīng)能量變化，反應(yīng)速率計算和影響反應(yīng)速率的實質(zhì)理解，電解原理，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)及電解原理是解本題關(guān)鍵，注意電解池中堿性條件下電極反應(yīng)書寫方法，題目難度中等．