Question

(15分)CO和NO是汽車(chē)尾氣的主要污染物。消除汽車(chē)尾氣的反應(yīng)式之一為：

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5kJ/mol ①

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ/mol ②

2C(s)+O2=2CO(g) △H= -221kJ/mol ③

則 2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g)△H= 。

（2）-定溫度下，在一體積為VL的密閉容器中充人一定量的NO和CO時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到t時(shí)刻時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)n(CO)=amol、n(NO)=2amol、n(N2)=bmol，且N2占平衡混合氣體總體積的1/4。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= （用只含a、V的式子表示）。

②判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是____（填序號(hào)）

A．v(CO2)生成=v(CO)消耗

B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

C．混合氣體的密度不再改變

D．NO、CO、N2、CO2的物質(zhì)的量濃度均不再變化

（3）在一定溫度下，將2.0molNO、2.4molCO通入固定容積2L的密閉中，反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，則：

①有害氣體NO的轉(zhuǎn)化率是 ，0～15minCO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=____。

②20min時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致CO濃度減小，則改變的條件是 （填序號(hào)）。

A．增加CO的量 B．加入催化劑

C．降低溫度 D．?dāng)U大容積體積

（4）通過(guò)NOx傳感器可監(jiān)測(cè)NOx的含量，其工作原理如圖所示，

則：

①Pt電極上發(fā)生的是 反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）；

②NiO電極上的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

（1）△H＝—746.5kJ/mol （2）①27V/a ②BD （3）①40% 0.027mol/(L·min) ②CD

（4）①還原 ②NO—2e—＋O2—＝NO2

【解析】

試題分析：（1）已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H＝+180.5kJ/mol ①，C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H＝-393.5kJ/mol ②， 2C(s)+O2=2CO(g) △H＝-221kJ/mol ③，則根據(jù)蓋斯定律可知②×2—③—①即可得到2NO(g) + 2CO(g)N2(g) + 2CO2(g) △H＝—746.5kJ/mol。

（2）①平衡時(shí)n(CO)＝amol、n(NO)＝2amol、n(N2)＝bmol，則根據(jù)方程式可知生成CO2是2bmol。又因?yàn)镹2占平衡混合氣體總體積的1/4，所以平衡時(shí)混合氣體的總的物質(zhì)的量是4b，則4bmol＝bmol＋2bmol＋amol＋2amol，解得b＝3a�；瘜W(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。

②在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)。A．v(CO2)生成＝v(CO)消耗，均表示正反應(yīng)速率，所以不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，因此混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變可以說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；C．密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和容積始終是不變的，因此密度始終是不變的，則混合氣體的密度不再改變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤；D．NO、CO、N2、CO2的物質(zhì)的量濃度均不再變化說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，D正確，答案選BD。

（3） ①平衡時(shí)CO是1.6mol，則消耗CO是2.4mol—1.6mol＝0.8mol，所以根據(jù)方程式可知消耗NO是0.8mol，因此有害氣體NO的轉(zhuǎn)化率是；生成CO2是0.8mol，濃度是0.4mol/L，所以0～15minCO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)＝0.4mol/L÷15min＝0.027mol/(L·min)。

②A．增加CO的量，CO濃度增大，A錯(cuò)誤；B．加入催化劑平衡不移動(dòng)，CO濃度不變，B錯(cuò)誤；C．正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，CO濃度減小，C正確；D．?dāng)U大容積體積平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，當(dāng)CO濃度仍然減小，D正確，答案選CD。

（4）①Pt電極上通入氧氣，則Pt電極是正極，發(fā)生還原反應(yīng)。

②NiO電極是負(fù)極，NO失去電子轉(zhuǎn)化為NO2，所以該電極上的電極反應(yīng)式為NO—2e—＋O2—＝NO2。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律應(yīng)用、平衡狀態(tài)判斷、計(jì)算以及外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響和原電池應(yīng)用