12.2015年9月爆發(fā)的德國(guó)大眾車尾氣排放作弊事件引起了公眾的關(guān)注.大眾車尾氣中常含有大里氮氧化物.通常會(huì)采用噴射尿素溶液的方法,將有毒的氮氧化物還原成無污染的物質(zhì).大眾選擇了一種違規(guī)做法,即在客戶平時(shí)用車時(shí)不開啟噴射尿素的尾氣后處理系統(tǒng),而是通過軟件讓這一系統(tǒng)只在尾氣排放檢測(cè)時(shí)啟動(dòng).
Ⅰ、通過NOx傳感器可監(jiān)測(cè)空氣的NOx的含量,其工作原理圖如圖,寫出NiO電極的電極反應(yīng)式NO+O
2--2e
-=NO
2;
Ⅱ、以CO
2與NH
3為原料可合成尿素[化學(xué)式為CO(NH
2)
2].已知:
①2NH
3(g)+CO
2(g)=NH
2CO
2NH
4(s)△H=-l59.5kJ•mol-1
②NH
2CO
2NH
4(s)=CO(NH
2)
2(s)+H
2O(g)△H=+116.5kJ•mol-1
③H
2O(l)=H
2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
(1)寫出CO
2與NH
3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式2NH
3(g)+CO
2(g)=CO(NH
2)
2(s)++H
2O(l)△H=-87.0kJ/mol;
(2)恒溫下將2molNH
3和1molCO
2放入容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)生成NH
2CO
2NH
4(s),2分鐘后達(dá)到平衡.此時(shí)NH
3的濃度為0.8mol/L,則CO
2的反應(yīng)速率為0.05mol/(L•min),NH
3的轉(zhuǎn)化率是20%.
Ⅲ、尿素在一定溫度下可分解生成NH
3,NH
3催化還原N
xO
y可以消除氮氧化物的污染.已知:
反應(yīng)a:4NH
3(g)+6NO(g)═5N
2(g)+6H
2O(l)
反應(yīng)b:2NO(g)+O
2(g)═2NO
2(g)
反應(yīng)c:4NH
3(g)+6NO
2(g)═5N
2(g)+3O
2(g)+6H
2O(l)
(1)相同條件下,反應(yīng)a在2L密閉容器內(nèi),選用不同的催化劑,反應(yīng)產(chǎn)物N
2的量隨時(shí)間變化如圖2所示.下列說法正確的是CD.
A.該反應(yīng)的活化能大小順序是:E
a(A)>E
a(B)>E
a(C)
B.增大壓強(qiáng)能使反應(yīng)速率加快,是因?yàn)樵黾恿嘶罨肿影俜謹(jǐn)?shù)
C.單位時(shí)間內(nèi)H-O鍵與N-H鍵斷裂的數(shù)目相等時(shí),說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
D.若在恒容絕熱的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),當(dāng)K值不變時(shí),說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
(2)對(duì)于反應(yīng)c來說,可加快反應(yīng)速率的措施有增加NH
3或NO
2或N
2或O
2的濃度、升高溫度、增大壓強(qiáng)等(任寫2種)
(3)恒溫恒容條件下,反應(yīng)b達(dá)到平衡時(shí)體系中n(NO):n(O
2):n(NO
2)=2:1:2,在其他條件不變時(shí),再充入NO
2氣體,NO
2體積分?jǐn)?shù)變大(填“變大”、“變小”或“不變”).