题目内容
【题目】Ⅰ．氮氧化物的存在会破坏地球环境，人们一直在积极探索改善大气质量的有效措施。已知：N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=+181.5kJ·mol－1
（1）氮氧化物是形成臭氧层空洞光化学烟雾、_______(列举一种)等大气污染现象的物质之一。
（2）某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用
、
、
和
分别表示N2、NO、O2和固体催化剂，在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是_______(填字母序号)。
（3）温度为T1时，在容积为1L的恒容密闭容器中充入0.6molNO2，仅发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) △H>0，达平衡时c(O2)=0.2mol·L－1，则该温度下反应的平衡常数为______。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆= v (NO2)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，仅受温度影响。当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T1_____T2(填“>”或“<”)。
Ⅱ．氮氧化物(NOx)是电厂主要排放的污染物之一。工业上采用氨脱硝处理后排放，原理如下：
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H1=－1632.4kJ·mol－1；
②4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H2=akJ·mol－1；
当反应温度过高时，NH3发生氧化反应：
③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=－902.0kJ·mol－1。
（4）反应②中的a=______。
（5）反应②中，常用的催化剂有Cr2O3和Fe2O3，Cr2O3的催化效率更好一些。下列表示两种催化剂在反应②催化过程中的能量变化示意图合理的是______(填选项字母)。
Ⅲ．利用电解法处理高温空气中稀薄的NO(O2浓度约为NO浓度的10倍)，装置示意图如下，固体电解质可传导O2－
（6）阴极的电极反应式为______。
（7）消除一定量的NO所消耗的电量远远大于理论计算量，可能的原因是(不考虑物理因素)______。
（8）通过更换电极表面的催化剂可明显改善这一状况，利用催化剂具有______性。
【答案】雾霾（或酸雨） C 0.8 < -1815.0 B 2NO+4e-=N2+2O2- 阴极发生副反应O2+4e-=2O2- 选择
【解析】
（1）氮氧化物是形成臭氧层空洞光化学烟雾、雾霾、酸雨等大气污染现象的物质之一；
（2）破坏化学键需要吸收能量，形成化学键需要放出能量，能量越高越不稳定，越低越稳定；
（3）升高温度平衡向吸热反应方向移动；
（4）根据盖斯定律计算a值；
（5）反应②中，Cr2O3的催化效率更好一些，所以使用Cr2O3活化能更低，根据计算反应②的反应，生成物能量小于反应物；
（6）阴极发生还原反应；
（7）阴极发生副反应：O2+4e-=2O2-；
（8）催化剂具有选择性。
（1）氮氧化物是形成臭氧层空洞光化学烟雾、雾霾、酸雨等大气污染现象的物质之一，
故答案为：雾霾、酸雨；
（2）从机理可以看出，首先A状态中，NO被吸附到催化剂表面，B状态为NO变为N原子和O原子，这个过程需要吸收能量，C状态为N原子和N原子结合变成N2，O原子和O原子结合变成O2，这个过程为成键过程，需要放出能量，体系能量降低，
故答案为：C。
（3）由题给数据可知，温度为T1时，c(NO2)=(0.6mol/L-0.4mol/L)、c(NO)=0.4mol/L、 c(O2)=0.2mol/L，化学平衡常数K=
=0.8；
达到平衡状态时正逆反应速率相等，根据k正c2(NO2)=k逆c2(NO)·c(O2)，且k正=k逆，可知
c2(NO2)=c2(NO)·c(O2)，此时K=
=1>0.8，由于该反应的正反应为吸热反应，说明升高温度平衡正向移动，所以T1<T2，
故答案为：0.8 ；<；
（4）已知①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O(g) △H1=－1632.4kJ·mol－1；
③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H3=－902.0kJ·mol－1；
根据盖斯定律，[①
5-③]
4得②4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H2=[(－1632.4kJ·mol－1）5－(－902.0kJ·mol－1）]4=akJ·mol－1；则a=-1815.0
故答案为：-1815.0；
（5）反应②中，Cr2O3的催化效率更好一些，所以使用Cr2O3活化能更低，根据计算反应②为放热反应，故生成物的总能量小于反应物的，B图符合题意，选B，
故答案为：B；
（6）根据装置示意图可知，阴极反应为：2NO+4e-=N2+2O2-，
故答案为：2NO+4e-=N2+2O2-；
（7）消除一定量的一氧化氮所消耗的电量远远大于理论计算量，是由于阴极发生副反应：O2+4e-=2O2-；
故答案为：阴极发生副反应：O2+4e-=2O2-；
（8）通过更换电极表面的催化剂可明显改善这一状况，利用催化剂具有选择性。
故答案为：选择。
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