Question

4．消除汽車尾氣的NO_x，能有效減少霧霾，改善環(huán)境．
（1）NO_x能形成硝酸鹽．大氣中能氧化NO₂的物質(zhì)是4NO₂+O₂+2H₂O=4H⁺+4NO₃^-．
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N₂和O₂反應(yīng)，其能量變化示意如下：

①溫度升高，該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度變化的趨勢(shì)是增大．
②汽車在冷啟動(dòng)（溫度較低時(shí)啟動(dòng)）產(chǎn)生NO_x的量比熱啟動(dòng)（溫度較高時(shí)啟動(dòng)）產(chǎn)生的量�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�．
（3）汽車尾氣系統(tǒng)中安裝的催化轉(zhuǎn)化器，去除NO_x的原理如下：
i．尾氣中空氣充足時(shí)，NO_x被捕集吸收，如虛線上方所示．
ii．尾氣中空氣不足時(shí)，釋放NO_x，被烴類、CO還原，如虛線下方所示．

①i中，參與捕集吸收NO_x的物質(zhì)是BaCO₃．
②ii中，Ba（NO₃）₂釋放NO的化學(xué)方程式是2Ba（NO₃）₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2BaO+4NO↑+3O₂↑．
③ii中，NO被CO還原的化學(xué)方程式是2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（4）一種直接分解氮氧化物（如NO）的技術(shù)如圖所示：

①a極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）．
②寫出b極的電極反應(yīng)式：2NO+4e^-=N₂+2O^2-．

Answer 1

分析 （1）大氣中含有氧氣，二氧化氮和水、氧氣反應(yīng)生成硝酸；
（2）①根據(jù)能量變化圖計(jì)算反應(yīng)熱，反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和，從反應(yīng)熱可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，根據(jù)生成物和反應(yīng)物濃度變化確定平衡常數(shù)變化；
②升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，產(chǎn)生NO_x的量大；
（3）①從圖示可知，i中，參與捕集吸收NO_x的物質(zhì)是BaCO₃；
②ii中，Ba（NO₃）₂釋放NO同時(shí)生成氧氣、氧化鋇，據(jù)此書寫方程式；
③NO被CO還原，則CO被NO氧化生成二氧化碳和氮?dú)猓瑩?jù)此寫出反應(yīng)方程式；
（4）①得電子的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)，失去電子的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)；
②b極上NO得電子反應(yīng)生成氮?dú)猓?/p>

解答 解：（1）大氣中能氧化NO₂的物質(zhì)是氧氣，二氧化氮和水、氧氣反應(yīng)生成硝酸，二氧化氮被氧化，反應(yīng)離子方程式為：4NO₂+O₂+2H₂O=4H⁺+4NO₃^-，
故答案為：4NO₂+O₂+2H₂O=4H⁺+4NO₃^-；
（2）①反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能和-生成物的鍵能和，圖象中可知，該反應(yīng)中的反應(yīng)熱=1443-1260=+183kJ/mol，所以N₂和O₂反應(yīng)生成NO為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成物濃度增大，反應(yīng)物濃度減小，所以平衡常數(shù)增大，
故答案為：增大；
②反應(yīng)生成NO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183kJ/mol，熱啟動(dòng)反應(yīng)向生成NO_x的方向進(jìn)行，所以汽車在冷啟動(dòng)（溫度較低時(shí)啟動(dòng)）產(chǎn)生NO_x的量比熱啟動(dòng)（溫度較高時(shí)啟動(dòng)）產(chǎn)生的量小，
故答案為：��；
（3）①從圖示可知，i中，BaCO₃與NO_x反應(yīng)生成Ba（NO₃）₂，所以參與捕集吸收NO_x的物質(zhì)是BaCO₃，
故答案為：BaCO₃；
②ii中，Ba（NO₃）₂釋放NO同時(shí)生成氧氣、氧化鋇，反應(yīng)為：2Ba（NO₃）₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2BaO+4NO↑+3O₂↑，
故答案為：2Ba（NO₃）₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$2BaO+4NO↑+3O₂↑；
③在催化劑條件下，一氧化碳被氧化生成二氧化碳，一氧化氮被還原生成氮?dú)猓�所以其反�?yīng)方程式為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
故答案為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（4）①a極上氧離子失去電子生成氧氣而被氧化，
故答案為：氧化；
②b極上NO得電子反應(yīng)生成氮?dú)�，所以電極反應(yīng)式為：2NO+4e^-=N₂+2O^2-，
故答案為：2NO+4e^-=N₂+2O^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查汽車尾氣處理，涉及化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、平衡常數(shù)，電化學(xué)等知識(shí)，提取題干中的信息是解答關(guān)鍵，題目難度中等，注意相關(guān)知識(shí)的積累．