[题目]Ⅰ.电解法处理含氮氧化物废气.可回收硝酸.实验室模拟电解法吸收NOx的装置如右图所示.若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验.①写出电解时NO2发生反应的电极反应式: .②若有标准状况下2.24L NO2被吸收.通过阳离子交换膜的H+为 mol.Ⅱ.汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一.已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:①△H1=+180kJ� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】Ⅰ.电解法处理含氮氧化物废气，可回收硝酸。实验室模拟电解法吸收NOx的装置如右图所示（图中电极均为石墨电极）。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验。

①写出电解时NO2发生反应的电极反应式：________。

②若有标准状况下2.24L NO2被吸收，通过阳离子交换膜（只允许阳离子通过）的H+为___mol。

Ⅱ.汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一，已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：①△H1=+180kJ·mol-1，②△H2，③△H3，已知：CO和O2反应相关的化学键键能键能数据如下：

（1）在汽车上安装三元催化转化器可实现反应③，则该反应在________（填高温、低温或任何温度）下能自发进行。

（2）为研究温度、催化剂负载量和不同催化剂对NO去除率的影响。将NO和CO以一定的流速通过不同的催化剂进行反应经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量，从而确定尾气脱氮率（脱氮率即NO的转化率），图1是不同负载量的Cu2+实验结果，图2是不同催化剂的实验结果（催化剂①指3%Co2+，催化剂②指3%Cu2+）。

图1 图2

下列说法不正确的是________

A. 图1说明Cu2+含量越高脱氮效果越好

B. 图1说明Cu2+3%的催化剂在350℃左右脱氮效率最高

C. 图2说明第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高

D. 图2说明m点是平衡点

（3）在某温度下，2L密闭容器中充入NO、CO各0.4mol进行反应③，测得NO物质的量变化如图所示，5分钟末反应达到平衡，该反应的平衡常数K=____。第6分钟继续加入0.2mol NO、0.2mol CO、0.2mol CO2和0.3mol N2，请在右图中画出到9分钟末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线____。

【答案】NO2-e-+H2O=NO3-+2H+ 0.1 低温 ACD 5

【解析】

Ⅰ. ①由图可知电解池，左室A电极上H+放电生成H2，为阴极，右室B电极为阳极，阳极通入NOx，生成硝酸，可写出电极反应；

②有标准状况下2.24L NO2被吸收，根据电极反应进行计算；

Ⅱ.（1）根据盖斯定律可知2ΔH2-ΔH1=ΔH3，又ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，再用自发进行的反应ΔG＜0进行分析；

（2）图中Cu2+3%的催化剂在350℃左右效率最高，图2中催化剂只影响反应速率，转化率不会发生变化，最高点催化剂活性最高，据此判断；

（3）利用三段法进行基本的计算，再根据计算结果作图。

Ⅰ. ①由图可知电解池，左室A电极上H+放电生成H2，为阴极，右室B电极为阳极，阳极通入NOx，生成硝酸，电极反应为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；

②有标准状况下2.24L NO2被吸收，根据NO2-e-+H2O=NO3-+2H+可知生成0.2mol H+，其中0.1mol H+用于生成硝酸，因而通过阳离子交换膜的H+为0.1mol；

Ⅱ. （1）根据盖斯定律可知2ΔH2-ΔH1=ΔH3，又ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=1072kJ/mol+×497 kJ/mol-2×803 kJ/mol=-285.5 kJ/mol，ΔH＜0，ΔS＜0，自发进行的反应ΔG=ΔH-TΔS＜0可知反应在低温下进行；

（2）A. 根据图1可知Cu2+含量越高，脱氮效果不一定越好，A项错误；

B. 根据图1可知Cu2+3%的催化剂在350℃左右效率最高，B项正确；

C. 催化剂只影响反应速率，转化率不会发生变化，故催化剂②和催化剂①对转化率无影响，C项错误；

D.最高点催化剂活性最高，与平衡转化率无关，D项错误；

答案选ACD。

（3）由题干可得

2CO(g) + 2NO(g) = N2(g) +2CO2(g)

始(mol/L) 0.2 0.2 0 0

转(mol/L) 0.1 0.1 0.05 0.1

平(mol/L) 0.1 0.1 0.05 0.1

平衡常数K==5；

第6分钟继续加入0.2mol NO、0.2mol CO、0.2mol CO2和0.3mol N2，则c(CO)==0.2mol/L，c(NO)==0.2mol/L，c(N2)==0.2mol/L，c(CO2)==0.2mol/L，Qc==5=K，即反应仍为平衡状态，但NO的物质的量是原来的2倍，故图为。