Question

【題目】汽車尾氣中通常含有NO和CO等大氣污染物，科學(xué)家尋找高效催化劑實(shí)現(xiàn)了汽車尾氣的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而減少汽車尾氣對大氣的污染。

(1)在100 kPa和298.15 K下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1 mol化合物的焓變稱為該物質(zhì)在 298.15 K時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。已知NO標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓AH= +91.5 kJ/moI，CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱AH=- 283kJ/mol，由此寫出NO和CO反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式____。

(2) 一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入4.0molNO2和4.0molCO，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)4CO(g)+2NO2(g) = N2(g)+4CO2(g) △H<0，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

①5～l0min，用NO2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為____。

②以下表述能說明該反應(yīng)己達(dá)到平衡狀態(tài)的是____。

A．氣體顏色不再變化

B．氣體密度不再變化

C．氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化

③20 min時，保持溫度不變，繼續(xù)向該容器中加入l.0mol NO2和l.0molCO，在t1時反應(yīng)再次達(dá)到平衡，則N02的轉(zhuǎn)化率比原平衡____（填“增大”、“減小”或“不變）。

④該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= _____（保留兩位有效數(shù)字）。

（____） N2O4與NO2之間存在反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g )。將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中，在一定條件下，該反應(yīng)N2O4、NO2的消耗速率與自身壓強(qiáng)間存在關(guān)系：v(N2O4)=klp(N2O4)，v(NO2)=k2P2(NO2)，其中k1、k2是與反應(yīng)溫度有關(guān)的常數(shù)。則一定溫度下，k1、k2與平衡常數(shù)Kp的關(guān)系是k1=_____。（Kp為平衡分壓代替平衡濃度計算所得的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）

(4)電解法處理氮氧化合物是目前大氣污染治理的一個新思路，原理是將NOx在電解池中分解成無污染的N2除去，如圖示，兩電極間是固體氧化物電解質(zhì)，在一定條件下可自由傳導(dǎo) O2-，如果NOx為NO，則電解池陰極電極反應(yīng)式為______。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－749 kJ·moL-1 0.028 mol·L-1·min-1 A、C 增大 0.11 L·mol-1 2NO+4e-=N2+2O2（或2NO=N2+2O2－4e-）

【解析】試題分析：(1)由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的概念，N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=AH= +183.0 kJ/moI；CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱AH=- 283kJ/mol，即2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) AH=- 566kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律書寫NO和CO反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式；(2) ①根據(jù) 計算；②根據(jù)平衡標(biāo)志分析；③20 min時，保持溫度不變，繼續(xù)向該容器中加入相同比例的反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓；④利用“三段式”計算化學(xué)平衡常數(shù)；( 3) Kp= ，平衡時NO2、N2O4的消耗速率比= v(NO2)：v(N2O4)= k2P2(NO2)：=klp(N2O4)=2；(4)NOx在電解池中分解成無污染的N2，NOx得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

解析：(1)①N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=AH= +183.0 kJ/moI

②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) AH=- 566kJ/mol；根據(jù)蓋斯定律②-①得2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－749 kJ·moL-1；(2) ①5～l0min， NO2的濃度變化為1.7-1.56=0.14mol/L， = =0.028 mol·L-1·min-1；②A．氣體顏色不再變化，說明NO2的濃度不再變化，所以一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；B．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，所以氣體密度是恒量，氣體密度不再變化，不一定平衡，故B錯誤；C．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量改變，根據(jù) ，氣體平均相對分子質(zhì)量是變量，所以氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確。③20 min時，保持溫度不變，繼續(xù)向該容器中加入相同比例的反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動，N02的轉(zhuǎn)化率比原平衡增大；

④

0.11

( 3) Kp= ，平衡時NO2、N2O4的消耗速率比= v(NO2)：v(N2O4)= k2P2(N02)：；則k1=；(4)NOx在電解池中分解成無污染的N2，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極反應(yīng)式是2NO+4e-=N2+2O2；