Question

在汽车上安装催化转化器可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x、碳氢化合物）相互反应生成无毒害物质，减少汽车尾气污染．
（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol ^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol ^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol ^-1
写出NO（g）与CO（g）反应的热化学方程式：

 

．
（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时按下列流程探究催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
c（NO） （×10-4mol?L-1）	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c（CO） （×10-3mol?L-1）	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

①前2s内的平均反应速率v （N₂）=

 

mo?L^-1?s^-1．
②该温度下，反应的平衡常数K=

 

．
③对于该可逆反应，下列叙述正确的是

 

（填序号）．
A．该反应在一定条件下能自发进行
B．该反应能有效减少有害气体的排放
C．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
D．该反应达到平衡时CO、NO的转化率相等
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O^2-可以在固体介质
NASICON中自由移动．下列叙述错误的是

 

（填序号）．
A．负极的电极反应式为：CO+O^2--2e^-═CO₂
B．工作时O^2-在固体介质中由电极a流向电极b
C．工作时电子由电极a通过电流计流向电极b
D．电流计中显示的电流越大，汽车尾气中CO的含量越高．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学电源新型电池,化学平衡的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电化学专题

分析：（1）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变；
（2）①根据化学反应速率v=

△c

△t

来计算化学反应速率；
②根据三段式计算平衡常数；
③根据化学反应的速率和方向知识进行回答；
（3）燃料电池工作原理：负极上是燃料发生失电子的氧化反应，电子从负极流向正极，电解质中的阳离子移向正极，阴离子移向负极．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol ^-1
②2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ?mol ^-1
③C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol ^-1
得出反应2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-180.5kJ?mol ^-1+221.0kJ?mol ^-1+2（-393.5kJ?mol ^-1）=-746.5 kJ?mol^-1，
故答案为2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5kJ?mol^-1；
（2）①前2s内的平均反应速率v （N₂）=

1

2

v （NO）=

10-2.5

2

×

1

2

=1.875×10^-4mo?L^-1?s^-1，故答案为：1.875×10^-4；
 ②2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）
初始浓度：10×10^-4  3.6×10^-3mol      0        0
变化浓度：9×10^-4      9×10^-4     4.5×10^-4    9×10^-4 
平衡浓度：1×10^-4      2.7×10^-3   4.5×10^-4    9×10^-4 
平衡常数K=

4.5×10-4×(9×10-4)2

(1×10-4)2×(2.7×10-3)2

=5000，故答案为：5000；
③A．该反应的判据△H-T△S＜0，在一定条件下能自发进行，故A正确；
B．该反应产物是氮气和二氧化碳，均是无毒的，能有效减少有害气体的排放，故B正确；
C．该反应一旦发生，将在很短的时间内完成，故C正确；
D．该反应达到平衡时CO、NO的转化率不相等，故D错误．
故选ABC；
（3）A．负极上是燃料发生失电子的氧化反应，即电极反应式为：CO+O^2--2e^-═CO₂，故A正确；
B．工作时O^2-在固体介质中移向负极，由电极b流向电极a，故B错误；
C．工作时电子由负极流向正极，即电极a通过电流计流向电极b，故C正确；
D．电流计中显示的电流越大，则汽车尾气中CO的含量越高，故D正确．
故选B．

点评：本题涉及电化学、化学反应的能量变化以及化学平衡等知识，属于综合知识的考查，难度大．