Question

【题目】汽车尾气中通常含有NO和CO等大气污染物，科学家寻找高效催化剂实现了汽车尾气的转化，进而减少汽车尾气对大气的污染。

(1)在100 kPa和298.15 K下，由稳定单质生成1 mol化合物的焓变称为该物质在 298.15 K时的标准摩尔生成焓。已知NO标准摩尔生成焓AH= +91.5 kJ/moI，CO的标准燃烧热AH=- 283kJ/mol，由此写出NO和CO反应的热化学反应方程式____。

(2) 一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO，在催化剂作用下发生反应4CO(g)+2NO2(g) = N2(g)+4CO2(g) △H<0，测得相关数据如下：

①5～l0min，用NO2的浓度变化表示的反应速率为____。

②以下表述能说明该反应己达到平衡状态的是____。

A．气体颜色不再变化

B．气体密度不再变化

C．气体平均相对分子质量不再变化

③20 min时，保持温度不变，继续向该容器中加入l.0mol NO2和l.0molCO，在t1时反应再次达到平衡，则N02的转化率比原平衡____（填“增大”、“减小”或“不变）。

④该温度下反应的化学平衡常数K= _____（保留两位有效数字）。

（____） N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g) 2NO2(g )。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)=klp(N2O4)，v(NO2)=k2P2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=_____。（Kp为平衡分压代替平衡浓度计算所得的平衡常数，分压=总压×物质的量分数）

(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路，原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2除去，如图示，两电极间是固体氧化物电解质，在一定条件下可自由传导 O2-，如果NOx为NO，则电解池阴极电极反应式为______。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－749 kJ·moL-1 0.028 mol·L-1·min-1 A、C 增大 0.11 L·mol-1 2NO+4e-=N2+2O2（或2NO=N2+2O2－4e-）

【解析】试题分析：(1)由标准摩尔生成焓的概念，N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=AH= +183.0 kJ/moI；CO的标准燃烧热AH=- 283kJ/mol，即2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) AH=- 566kJ/mol；根据盖斯定律书写NO和CO反应的热化学反应方程式；(2) ①根据 计算；②根据平衡标志分析；③20 min时，保持温度不变，继续向该容器中加入相同比例的反应物，相当于加压；④利用“三段式”计算化学平衡常数；( 3) Kp= ，平衡时NO2、N2O4的消耗速率比= v(NO2)：v(N2O4)= k2P2(NO2)：=klp(N2O4)=2；(4)NOx在电解池中分解成无污染的N2，NOx得电子发生还原反应；

解析：(1)①N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=AH= +183.0 kJ/moI

②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) AH=- 566kJ/mol；根据盖斯定律②-①得2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=－749 kJ·moL-1；(2) ①5～l0min， NO2的浓度变化为1.7-1.56=0.14mol/L， = =0.028 mol·L-1·min-1；②A．气体颜色不再变化，说明NO2的浓度不再变化，所以一定达到平衡状态，故A正确；B．反应前后气体质量不变，容器体积不变，所以气体密度是恒量，气体密度不再变化，不一定平衡，故B错误；C．反应前后气体质量不变，气体物质的量改变，根据 ，气体平均相对分子质量是变量，所以气体平均相对分子质量不再变化，反应一定达到平衡状态，故C正确。③20 min时，保持温度不变，继续向该容器中加入相同比例的反应物，相当于加压，平衡正向移动，N02的转化率比原平衡增大；

④

0.11

( 3) Kp= ，平衡时NO2、N2O4的消耗速率比= v(NO2)：v(N2O4)= k2P2(N02)：；则k1=；(4)NOx在电解池中分解成无污染的N2，得电子发生还原反应，阴极反应式是2NO+4e-=N2+2O2；