Question

乙醇汽油含氧量達(dá)35%，使燃料燃燒更加充分，使用車用乙醇汽油，尾氣排放的CO和碳?xì)浠�合物平均減少30%以上，有效的降低和減少了有害的尾氣排放．但是汽車使用乙醇汽油并不能減少NO_x的排放，對NO_x的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題．
（1）NO_x排入空氣中，形成酸雨，造成空氣污染．NO_x中有一種紅棕色氣體，其溶于水的方程式是

 

．
（2）已知NO₂和N₂O₄的結(jié)構(gòu)式分別是和．

物質(zhì)	NO2	N2O4
化學(xué)鍵	N=O	N-N	N=O
鍵能（kJ/mol）	466	167	438

寫出NO₂轉(zhuǎn)化N₂O₄的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）研究人員在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化劑，可有效降低NO_x的排放．
①寫出用CO還原NO生成N₂的化學(xué)方程式

 

．
②在實(shí)驗(yàn)室中模仿此反應(yīng)，在一定條件下的密閉容器中，測得NO轉(zhuǎn)化為N₂的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況和

n(NO)

n(CO)

比例變化情況如圖．
為達(dá)到NO轉(zhuǎn)化為N₂的最佳轉(zhuǎn)化率，應(yīng)該選用的溫度和

n(NO)

n(CO)

比例分別為

 

、

 

；該反應(yīng)的△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）用C_xH_y（烴）催化還原NO_x也可消除氮氧化物生成無污染的物質(zhì)．CH₄與NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）二氧化氮是紅棕色的氣體，可以和水之間反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮；
（2）舊鍵的斷裂吸收能量，新鍵的生成釋放能量，根據(jù)吸收和釋放能量的多少判斷反應(yīng)的吸放熱，焓變值等于二者之間的能量差；
（3）①CO還原NO生成N₂和二氧化碳，據(jù)此書寫方程式；
②根據(jù)圖象分析n（NO）/n（CO）=1時，在相同溫度下氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；n（NO）/n（CO）=1時，溫度在900K左右氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；
（4）CH₄與NO發(fā)生反應(yīng)生成的無毒物質(zhì)是氮?dú)狻⒍�氧化碳和水�?/div>

解答：解：（1）NO_x中有只有二氧化氮是紅棕色氣體，可以和水之間反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，其溶于水的方程式是3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）NO₂轉(zhuǎn)化N₂O₄的過程中，舊鍵的斷裂吸收能量為2×466kJ=932kJ，新鍵的生成釋放能量為：167+438×4=1919kJ，該反應(yīng)是放熱的，放出的熱量是1919kJ-932kJ=987kJ，所以2NO₂（g）=N₂O₄（g），△H=-987kJ/mol，
故答案為：2NO₂（g）=N₂O₄（g），△H=-987kJ/mol；
（3）①CO還原NO生成N₂和二氧化碳，化學(xué)方程式為：2CO+2NO=N₂+2CO₂，
故答案為：2CO+2NO=N₂+2CO₂；
②根據(jù)圖象分析n（NO）/n（CO）=1時，在相同溫度下氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高；n（NO）/n（CO）=1時，溫度在900K左右氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率最高，溫度越高，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率越大，所以平衡正向進(jìn)行，該反應(yīng)是吸熱的，
故答案為：900K；1：1；＞；
（4）CH₄與NO發(fā)生反應(yīng)生成的無毒物質(zhì)是氮?dú)�、二氧化碳和水，化學(xué)方程式為：CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O．
故答案為：CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O．

點(diǎn)評：本題涉及熱化學(xué)、化學(xué)鍵鍵能和化學(xué)反應(yīng)的焓變值間的關(guān)系以及化學(xué)平衡的移動等方面的知識，屬于綜合知識的考查，難度不大．