题目内容

(16分)进入秋冬季节后,郑州市频现雾霾天气,给人们的出行带来极大的不便和危害,人们“谈霾色变”。目前郑州市汽车保有量达230万量,汽车尾气的污染是引起雾霾的主要因素之一,NO和CO是汽车尾气的主要污染物。

(1)一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。

a.体系压强保持不变

b.混合气体颜色保持不变

c.SO3和NO的体积比保持不变

d.每消耗1molSO2的同时生成1molNO

(2)气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H>0,汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。假设空气中N2和O2的体积比为4︰1,1300℃时,1mol空气在某密闭容器内反应达到平衡时,测得NO为8×10-4mol,该反应的平衡常数K≈ 。

(3)汽车燃油不完全燃烧时生成CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=C(s)+O2(g) △H>0,该设想能否实现? (填“能”或“不能”),原因是 。

(4)在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染,用化学方程式表示其原理: 。

(5)某科研机构设计传感器检测CO的含量,其工作原理示意图如下:

Pt电极上发生的是 反应(填“氧化”或“还原”);

写出NiO电极的电极反应式 。

 

(1)b;(2)升温,生成NO的速率加快,且平衡正向移动;4×10—6;(3)不能;△H>0 △S<0所以△H—T△S<0; (4)2CO+2NO N2+2CO2(5)还原;CO+O2--2e-= CO2

【解析】

试题分析:(1)a.该反应是前后气体体积不发生变化的反应,故压强始终保持不变,a错误;二氧化氮是红棕色气体,故颜色不变可以判断达到平衡,b正确;SO3和NO的体积比始终按照1:1生成,保持不变,c错误;每消耗1molSO2的同时生成1molNO,只有正向速率没有逆向速率,d错误,答案选b;(2)气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是:升温,生成NO的速率加快,且平衡正向移动;假设空气中N2和O2的体积比为5:1,体积比等于物质的量之比,1300°C时,1mol空气中N2物质的量为5/6,O2的体积为1/6,在某密闭容器内反应达到平衡时,测得NO为5×10-4mol,依据化学平衡状态列式,反应前后系数不变可以用物质的量代替平衡浓度计算;该反应的平衡常数K=故答案为:温度升高,反应速率增大,平衡正向移动;4×10-6;(3)2CO(g)=2C(s)+O2(g),该反应是焓增、熵减的反应.根据G=△H-T?△S,G>0,不能实现,故答案为:不能;该反应是熵减、焓增的反应,任何温度下均不能自发进行;(4)汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为2CO+2NO N2+2CO2;(5)铂电极上氧气得电子生成氧离子而被还原,NiO电极上CO失电子和氧离子反应生成二氧化碳,所以电极反应式为CO+O2--2e-=CO2,故答案为:还原;CO-2e-+O2-=CO2.

考点:化学平衡常数的含义

 

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