题目内容
【题目】汽车尾气排放的NO和CO都是有毒的气体，科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成无毒的CO2和N2，减少污染。
（1）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H=+180.0 kJ/mol
2C（s）+O2（g）=2CO（g） △H=-221.0 kJ/mol
2C（s）+2O2（g）=2CO2（g） △H=-787.0 kJ/mol
则尾气转化反应：2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g） △H= 。
（2）对于反应2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g），为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/×10－4 mol/L | 3.00 | 2.25 | 1.75 | 1.36 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/×10－4 mol/L | 4.00 | 3.25 | 2.75 | 2.36 | 2.00 | 2.00 |
请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：
①前2s内的平均反应速率 υ(CO2)= mol/(Ls)。
②在该温度下，反应的平衡常数K= 。
（3）假设在恒容密闭容器中发生上述反应，下列有关说法正确的是 。
A．选用更有效的催化剂能提高尾气的转化率
B．升高反应体系的温度能提高反应速率， 提高尾气的转化率
C．相同温度下，若NO和CO的起始浓度分别为1.50×10－4 mol/L和2.00×10－4 mol/L，平衡时N2的体积分数比原平衡体系中N2的体积分数低
D．单位时间内消耗NO的物质的量等于生成CO2的物质的量时即达平衡状态
（4）用尾气NO2为原料可制新型硝化剂N2O5，原理：先将NO2转化为N2O
【答案】（1）-746.0 kJ/mol
（2）①6.25×10－5 ②104（3）C
（4）负 N2O4－2e— + 2HNO3 = 2N2O5 + 2H+ 不变
【解析】
试题分析：
（1）设3个热化学方程式的序数依次为①、②、③，依据盖斯定律③－②－①得到，反应的热化学方程式为：2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g） △H=（－787 .0 kJ/mol）－（－221.0 kJ/mol）－（+180.0 kJ/mol）=－746.0 kJ/mol。
（2）①由表格中的数据可知2s内NO浓度的变化量为3.00×10-4－1.75×10-4=1.25×10-4mol/L，则υ(NO)=
=6.25×10-5mol/(Ls)，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，则υ(CO2)=υ(NO)=6.25×10-5mol/(Ls)。
②由表格中的数据可知到4s时达到化学平衡，则根据三段式：
2NO+2CO2CO2 +N2
开始×10-4 3 4 0 0
转化×10-4 2 2 2 1
平衡×10-4 1 2 2 1
则K=
= 
=104，
（3）A．催化剂与转化率无关，故A错误；B．升高温度平衡向吸热反应方向移动，该反应正反应放热，平衡向逆反应方向移动，故B错误；C．由于是恒容容器，相同温度下，若NO和CO的起始浓度分别为1.50×10－4 mol/L和2.00×10－4 mol/L，则浓度相当于原平衡的一半，相当于减小压强，因该反应是气体系数减小的反应，减小压强，平衡逆向移动，所以平衡时N2的体积分数比原平衡体系中N2的体积分数低，故C正确；D．单位时间内消耗NO的物质的量等于生成CO2的物质的量是同一个方向的速率，不是正逆反应速率，故D错误；故选C。
（4）根据用NO2为原料制备N2O5的原理可知，NO2失去电子得到N2O5，可知电极X为阳极，则电源的a电极为正极，电源的b电极为负极。N2O4被氧化得N2O5，所以电解池中生成N2O5的电极反应式是N2O4+2HNO3－2e－=2N2O5+2H+，阳极产生的H+通过质子交换膜移到阴极再放电产生H2，所以溶液的pH无变化。
