Question

【题目】燃煤和汽车尾气是造成空气污染和雾霾天气的原因之一，化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。

（1）NOx主要来源于汽车尾气。

已知：N2(g) + 2O2(g)2NO2(g) ΔH＝＋67.5kJ/mol

2CO(g) + O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.0kJ/mol。

为了减轻大气污染，在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO2和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式_____________。

（2）已知：5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)，工业上可以利用I2O5消除CO的污染。不同温度下，向装有足量I2O5固体的4 L恒容密闭容器中通入2 mol CO，测得CO2的体积分数随时间变化的曲线如图。回答下列问题：

①从反应开始至a点时，v(CO)＝___________。

②由图可知，该反应的ΔH________0（填“大于”或“小于”），b点时化学平衡常数K＝___________。

③下列说法正确的是___________（填字母）。

A．d点时，增大体系压强，CO的转化率变大

B．容器内气体密度不变时，表明反应达到平衡状态

C．c点时体系中混合气体的压强在T2温度下更大

D．b点时，向平衡体系中再加入I2O5，平衡向正反应方向移动

（3）电解吸收是脱硝的一种方法。用6％的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸。电解装置如图所示。

①图中b应连接电源的___________（填“正极”或“负极”）。

②阳极的电极反应式为___________。

Answer 1

【答案】 2NO2(g)＋4CO(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－1199.5 kJ/mol 0.4 mol/(L·min) 小于 1024 BC 负极 HNO2－2e-＋H2O＝NO3-＋3H+

【解析】（1）NO2和CO在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和二氧化碳，已知：①N2(g) + 2O2(g)2NO2(g) ΔH＝＋67.5kJ/mol ，②2CO(g) + O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.0kJ/mol，由盖斯定律可知，②×2—①即得NO2和CO转化为氮气和二氧化碳的热化学方程式，2NO2(g)＋4CO(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－1199.5 kJ/mol。

（2）①设转化的CO物质的量浓度为x，根据三段式进行计算：

5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)

起始浓度（mol/L） 0.5 0

转化浓度（mol/L） x x

平衡浓度（mol/L） 0.5—x x

a点CO2的体积分数为0.4，则x/0.5=0.4，可得x=0.2 mol/L，则v（CO）=0.2mol/L÷0.5min = 0.4mol·L－1·min－1；

②图中d点先达到平衡，b点后达到平衡，说明T2大于T1，但CO2的体积分数反而小，说明升高温度，平衡逆向移动，则正反应是放热反应，即ΔH小于0；类似a点计算，可求出b点CO的平衡浓度为0.1 mol/L，CO2的 平衡浓度为0. 4mol/L，则b点时化学平衡常数Kb＝c5(CO2)÷c5(CO)==45=1024。

③A．由于反应前后气体分子数不变即压强不变，在d点，其它条件不变时，增大体系压强，平衡不移动，CO的转化率不变，错误；B．容器内气体密度不变，说明气体的质量不变，则反应达到平衡状态，正确；C．因T2大于T1，且反应前后气体分子数不变，则c点时体系中混合气体的压强在T2温度下更大，正确；D．b点时，向平衡体系中加入I2O5是固体，不影响平衡移动，错误。故BC正确。

（3）①a电极上亚硝酸失电子生成硝酸，b电极上氢离子得电子生成氢气，所以a为阳极，b为阴极，则b与电源的负极相连；故答案为：负极；②阳极上亚硝酸失电子生成硝酸，其电极方程式为：HNO2－2e-＋H2O＝NO3-＋3H+。