Question

【題目】Ⅰ．汽車(chē)尾氣排放的NOX和CO污染環(huán)境，在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器，可有效降低NOX和CO的排放。

已知：①2CO(g)+O2(g)2CO2(g), △H=-566.0kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5 kJ·mol-1

回答下列問(wèn)題：

（1）CO的燃燒熱為___________，若1molN2(g)、1molO2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收946kJ、498kJ的能量，則1molNO(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為___________kJ。

（2）為了模擬反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)在催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的工作情況，控制一定條件，讓反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，用傳感器測(cè)得不同時(shí)間NO和CO的濃度如表：

時(shí)間/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)/(10-4 kJ·mol-1)	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c(CO)/(10-3kJ·mol-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)___________。

②能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。

A．2n(CO2)=n(N2) B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

C．氣體密度不變 D．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變

（3）在某恒容容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，將一定量的NO2放入恒容密閉容器中，測(cè)得其平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。

該反應(yīng)為___________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)，已知圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下，NO2的起始?jí)簭?qiáng)P0為120kPa，計(jì)算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp的值為___________。(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

Ⅱ．N2H4-O2燃料電池是一種高效低污染的新型電池，其裝置如圖所示：

N2H4的電子式為___________；a極的電極反應(yīng)方程式為___________；

Answer 1

【答案】 283kJ·mol-1 631.8 1.875×10-4mol/L·s) BD 吸熱 81 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O

【解析】Ⅰ（1）已知：①2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=-566.0kJ·mol-1，則CO的燃燒熱為566.0kJ =283kJ·mol-1；設(shè)1 mol NO(g) 分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為x，由反應(yīng)②可知，946 kJ＋498 kJ－2x＝＋180.5 kJ，得x＝631.8kJ，即1 mol NO(g) 分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為631.75 kJ；（2）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，由表中數(shù)據(jù)可知，前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2) = v(NO)= ；②A、2n(CO2)=n(N2)，反應(yīng)開(kāi)始時(shí)二氧化碳和氮?dú)獾牧繛?，根據(jù)化學(xué)計(jì)量，反應(yīng)過(guò)程中生成的量始終為2n(CO2)=n(N2)，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、該反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)前氣體的物質(zhì)的量始終不變，則氣體的平均摩爾質(zhì)量也發(fā)生變化，當(dāng)容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí)，說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B正確；C、容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變：該反應(yīng)中氣體的體積不變、質(zhì)量不變，根據(jù)ρ=可知，氣體的密度始終不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、該反應(yīng)是氣體體積縮小的反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)前氣體的物質(zhì)的量始終不變，則壓強(qiáng)也發(fā)生變化，當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變時(shí)，說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，選項(xiàng)D正確；答案選BD；（3）根據(jù)圖中信息可知，溫度升高平衡轉(zhuǎn)化率增大，則升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

起始 P0 0 0

反應(yīng) 0.6P0 0.6P0 0.3P0

平衡 0.4P0 0.6P0 0.3P0

K=；

Ⅱ．N2H4的電子式為；N2H4在a極失電子產(chǎn)生氮?dú)�，電極反應(yīng)方程式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。