Question

【题目】天空不是垃圾场，污染气体不能随便排，研究大气污染气体的处理方法具有重要意义。

(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

①CO(g)+NO2(g)＝NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1 (a＞0)

②2CO(g)+2NO(g)＝N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1 (b＞0)

若用标准状况下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反应)的整个过程中放出的热量为_________ kJ(用含有a和b的代数式表示)。

(2) 已知下列反应的反应热：

①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) △H=-870.3kJ/mo1

②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mo1

③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mo1

请写出H2燃烧热的热化学方程式______________________________________。

(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如下图所示：

①NiO电极上发生的是_______________反应(填“氧化”或“还原”)。

②Pt电极上的电极反应式为_______________。

(4)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应：2NO＋2CO 2CO2＋N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。

实验 编号	t(℃)	NO初始浓度 (mol/L)	CO初始浓度 (mol/L)	催化剂的比表面积(m2/g)
Ⅰ	280	1.20×10－3	5.80×10－3	82
Ⅱ	280	1.20×10－3	B	124
Ⅲ	350	A	5.80×10－3	82

①请把表中数据补充完整：A_______________；B_______________。

②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验_______________(填实验序号)。

③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如下图所示，其中表示实验Ⅱ的是曲线_________(填“甲”或“乙”)。

Answer 1

【答案】0.075(2a+b) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJmol-1 氧化 O2+4e-=2O2- 1.20×10-3 5.80×10-3 I III 乙

【解析】

(1)先根据盖斯定律计算NO2氧化CO至CO2的热化学方程式，再根据热化学方程式计算标准状况下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反应)的整个过程中放出的热量。

(2)氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出的能量，根据盖斯定律计算H2的燃烧热。

(3) ①根据图示NiO电极上NO生成NO2；

②根据图示Pt电极上是氧气得电子生成O2-；

(4)实验Ⅰ、Ⅱ对比，研究催化剂表面积对速率的影响；实验Ⅰ、Ⅲ对比，研究温度对速率的影响；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动。

(1)①CO(g)+NO2(g)＝NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1 (a＞0)

②2CO(g)+2NO(g)＝N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1 (b＞0)

根据盖斯定律①×2＋②得 4CO(g)+2 NO2(g) ＝N2(g)+4CO2(g) △H=-(2a +b)kJ·mol-1；标准状况下3.36LNO2的物质的量是0.15mol，标准状况下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反应)的整个过程中放出的热量为 0.075(2a+b) kJ；

(2) 氢气的燃烧热是1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出的能量；

①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) △H=-870.3kJ/mo1

②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mo1

③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mo1

根据盖斯定律③×+ ①×- ②得H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJmol-1；

(3) ①根据图示NiO电极上NO生成NO2，氮元素化合价升高，发生氧化反应；

②根据图示Pt电极上是氧气得电子生成O2-，电极反应式是O2+4e-=2O2-；

(4) ① 实验Ⅰ、Ⅱ对比，研究催化剂表面积对速率的影响，根据控制变量法，实验Ⅰ、Ⅱ中CO的初始浓度相同，所以B是5.80×10－3；实验Ⅰ、Ⅲ对比，研究温度对速率的影响，根据控制变量法，实验Ⅰ、Ⅲ中NO的初始浓度相同，所以A是1.20×10－3；

②实验I、 III的温度不同，所以能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验I 、III；

③催化剂表面积越大，反应速率越快，所以表示实验Ⅱ的是曲线乙。