Question

汽車在現(xiàn)代生活中扮演著越來越重要的角色，但其尾氣（碳?xì)浠�合物、氮氧化物及一氧化碳等）帶來的環(huán)境污染越來越明顯，機(jī)動車廢氣排放已成為城市大氣污染的重要來源．

（1）在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)換器，可有效減少尾氣中的CO、NOx 和碳?xì)浠�合物等廢氣．

已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180kJ/mol

CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H₂=﹣283kJ/mol

2NO（g）+2CO（g）=2CO₂（g）+N₂（g）△H₃則△H₃=　　kJ•mol^﹣1．

（2）氣缸中生成NO的反應(yīng)為：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H＞0

①汽車啟動后，氣缸內(nèi)溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是　　．

②1mol空氣中含有0.8molN₂和0.2molO₂，1300℃時在含1mol空氣的密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡，測得NO為8×10^﹣4mol．計算該溫度下的平衡常數(shù)K≈　　．

（3）尾氣中的CO主要來自于汽油不完全燃燒．

①有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO（g）=2C（s）+O₂（g）△H=+221kJ•mol^﹣1，簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)：　　

②測量汽車尾氣的濃度常用電化學(xué)氣敏傳感器，其中CO傳感器可用如圖1簡單表示，則陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為　．

（4）汽車尾氣中的CO可轉(zhuǎn)化為甲烷，方程式為CO（g）+3H₂（g）⇌CH₄（g）+H₂O（g）．其他條件相同時，H₂的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖2所示．

①該反應(yīng)的△H　　0（填“＜”、“=”或“＞”）．

②實際生產(chǎn)中采用圖中M點而不是N點對應(yīng)的反應(yīng)條件，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和平衡知識，同時考慮生產(chǎn)實際，說明選擇該反應(yīng)條件的理由　　．

Answer 1

考點：

熱化學(xué)方程式；化學(xué)平衡的影響因素；化學(xué)平衡的計算．
專題：	化學(xué)平衡專題．
分析：	（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式，得到反應(yīng)焓變； （2）①依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素分析判斷； ②結(jié)合化學(xué)三段式列式計算平衡濃度，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積計算； （3）①依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是△H﹣T△S＜0分析判斷； ②依據(jù)電解原理分析，陽極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)，結(jié)合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳； （4）①由圖可知，壓強(qiáng)一定時，升高溫度，平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)； ②相對于N點而言，采用M點，溫度在500﹣600K之間，溫度較高，反應(yīng)速率較快，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率也較高，壓強(qiáng)為常壓對設(shè)備要求不高；
解答：	解：（1）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1=+180kJ/mol ②CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H2=﹣283kJ/mol 依據(jù)蓋斯定律計算②×2﹣①得到：2NO（g）+2CO（g）═2CO2（g）+N2（g）△H3 =﹣746KJ/mol； 故答案為：﹣746； （2）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H＞0，反應(yīng)時氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，單位時間內(nèi)NO排放量越大； 故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移； ②1mol空氣中含有0.8mol N2和0.2mol O2，1300℃時在含1mol空氣的密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡．測得NO為8×10﹣4mol．               N2（g）+O2（g）═2NO（g） 起始量（mol） 0.8    0.2        0 變化量（mol） 4×10﹣4 4×10﹣4 8×10﹣4 平衡量（mol） 0.8﹣4×10﹣4 0.2﹣4×10﹣4 8×10﹣4 反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，用氣體物質(zhì)的量代替平衡濃度計算平衡常數(shù)K=≈4×10﹣6； 故答案為：4×10﹣6； （3）①2CO（g）═2C（s）+O2（g）△H=+221kJ•mol﹣1，反應(yīng)是焓變增大，熵變減小的反應(yīng)，△H＞0，△S＜0，則△H﹣T△S＞0，反應(yīng)任何溫度下都不能自發(fā)進(jìn)行； 故答案為：該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進(jìn)行； ②陽極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)，結(jié)合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳同時生成氫離子，電極反應(yīng)為：CO+H2O﹣2e﹣=CO2+2H+； 故答案為：CO+H2O﹣2e﹣=CO2+2H+； （4）①由圖可知，壓強(qiáng)一定時，升高溫度，平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0，故答案為：＜； ②相對于N點而言，采用M點，溫度在500﹣600K之間，溫度較高，反應(yīng)速率較快，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率也較高，壓強(qiáng)為常壓對設(shè)備要求不高， 故答案為：相對于N點而言，采用M點，溫度在500﹣600K之間，溫度較高，反應(yīng)速率較快，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率也較高，壓強(qiáng)為常壓對設(shè)備要求不高；
點評：	本題考查熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡影響因素、平衡常數(shù)計算等，注意利用三段式計算，難度中等．