Question

在汽車(chē)上安裝催化轉(zhuǎn)化器可使汽車(chē)尾氣中的主要污染物（CO、NO_x、碳?xì)浠�合物）相互反�?yīng)生成無(wú)毒害物質(zhì)，減少汽車(chē)尾氣污染．
（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol ^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol ^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol ^-1
寫(xiě)出NO（g）與CO（g）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）某研究性學(xué)習(xí)小組在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，在某溫度時(shí)按下列流程探究催化劑作用下的反應(yīng)速率，用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
c（NO） （×10-4mol?L-1）	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c（CO） （×10-3mol?L-1）	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v （N₂）=

 

mo?L^-1?s^-1．
②該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
③對(duì)于該可逆反應(yīng)，下列敘述正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．該反應(yīng)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行
B．該反應(yīng)能有效減少有害氣體的排放
C．該反應(yīng)一旦發(fā)生將在很短的時(shí)間內(nèi)完成
D．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO、NO的轉(zhuǎn)化率相等
（3）CO分析儀以燃料電池為工作原理，其裝置如圖所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉，其中O^2-可以在固體介質(zhì)
NASICON中自由移動(dòng)．下列敘述錯(cuò)誤的是

 

（填序號(hào)）．
A．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-═CO₂
B．工作時(shí)O^2-在固體介質(zhì)中由電極a流向電極b
C．工作時(shí)電子由電極a通過(guò)電流計(jì)流向電極b
D．電流計(jì)中顯示的電流越大，汽車(chē)尾氣中CO的含量越高．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變；
（2）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率v=

△c

△t

來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率；
②根據(jù)三段式計(jì)算平衡常數(shù)；
③根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的速率和方向知識(shí)進(jìn)行回答；
（3）燃料電池工作原理：負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電子從負(fù)極流向正極，電解質(zhì)中的陽(yáng)離子移向正極，陰離子移向負(fù)極．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol ^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol ^-1
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol ^-1
得出反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-180.5kJ?mol ^-1+221.0kJ?mol ^-1+2（-393.5kJ?mol ^-1）=-746.5 kJ?mol^-1，
故答案為2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ?mol^-1；
（2）①前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v （N₂）=

1

2

v （NO）=

10-2.5

2

×

1

2

=1.875×10^-4mo?L^-1?s^-1，故答案為：1.875×10^-4；
 ②2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）
初始濃度：10×10^-4  3.6×10^-3mol      0        0
變化濃度：9×10^-4      9×10^-4     4.5×10^-4    9×10^-4 
平衡濃度：1×10^-4      2.7×10^-3   4.5×10^-4    9×10^-4 
平衡常數(shù)K=

4.5×10-4×(9×10-4)2

(1×10-4)2×(2.7×10-3)2

=5000，故答案為：5000；
③A．該反應(yīng)的判據(jù)△H-T△S＜0，在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行，故A正確；
B．該反應(yīng)產(chǎn)物是氮?dú)夂投�氧化碳，均是無(wú)毒的，能有效減少有害氣體的排放，故B正確；
C．該反應(yīng)一旦發(fā)生，將在很短的時(shí)間內(nèi)完成，故C正確；
D．該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO、NO的轉(zhuǎn)化率不相等，故D錯(cuò)誤．
故選ABC；
（3）A．負(fù)極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即電極反應(yīng)式為：CO+O^2--2e^-═CO₂，故A正確；
B．工作時(shí)O^2-在固體介質(zhì)中移向負(fù)極，由電極b流向電極a，故B錯(cuò)誤；
C．工作時(shí)電子由負(fù)極流向正極，即電極a通過(guò)電流計(jì)流向電極b，故C正確；
D．電流計(jì)中顯示的電流越大，則汽車(chē)尾氣中CO的含量越高，故D正確．
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及電化學(xué)、化學(xué)反應(yīng)的能量變化以及化學(xué)平衡等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度大．