Question

7．汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO+2CO?2CO₂+N₂．在密闭容器中发生该反应时，随温度（T）和时间（t）的变化曲线如图1所示．
①T₁＜（填“＞”“＜”或“=”）T₂．
②在T₂温度下，0～2s内的平均反应速率v（N₂）=0.05mol/（L•s）．
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图2正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是bd．
（2）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术．用Fe作催化剂时，在氨气足量的情况下，不同$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（NO）}$对应的脱氮率如图3所示．脱氮效果最佳的$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（NO）}$=1：1．此时对应的脱氮反应的化学方程式为2NH₃+NO+NO₂?2N₂+3H₂O．
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可形成燃料电池，其原理如图4所示．该电池在使用过程中石墨I电极上生成N₂ O₅，其电极反应式为NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．

Answer 1

分析 （1）①根据到达平衡的时间判断温度高低，根据平衡时二氧化碳的浓度判断温度对平衡的影响，进而判断△H；
②由图可知，T₂温度平衡时，二氧化碳的浓度变化量为0.1mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO₂），再根据速率之比等于化学计量数之比计算v（N₂）；
③a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化；
b、到达平衡后，温度为定值，平衡常数不变，结合反应热判断随反应进行容器内温度变化，判断温度对化学平衡常数的影响；
c、t₁时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，最后不再变化；
d、到达平衡后各组分的含量不发生变化；
（2）根据纵坐标判断，相同温度下，脱氢率越高的效果越好，脱氮反应是氨气和二氧化氮、一氧化氮发生氧化还原反应生成氮气和水；
（3）据题意电池总反应4NO₂+O₂=2N₂O₅，通入气体判断两极，二氧化氮一端为原电池的负极上发生氧化反应，氧气一端电极为原电池正极，据此书写电极反应；

解答 解：（1）①由图1可知，温度T₁先到达平衡，故温度T₁＞T₂，温度越高平衡时，二氧化碳的浓度越低，说明升高温度平衡向逆反应移动，故正反应为放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
②由图可知，T₂温度时2s到达平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L，故v（CO₂）=$\frac{0.2mol/L}{2s}$=0.1mol/（L•s），速率之比等于化学计量数之比，故v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（CO₂）=$\frac{1}{2}$×0.1mol/（L•s）=0.05mol/（L•s），
故答案为：0.05mol/（L•s）；
③a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t₁时刻V_正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；
b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确，
c、t₁时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t₁时刻未到达平衡状态，故c错误；
d、NO的质量分数为定值，t₁时刻处于平衡状态，故d正确；
故答案为：bd；
（2）根据纵坐标判断，相同温度下，脱氢率越高的效果越好，所以其比值为1：1时最好，脱氮反应是氨气和二氧化氮、一氧化氮发生氧化还原反应生成氮气和水，反应的化学方程式：2NH₃+NO+NO₂?2N₂+3H₂O，
故答案为：1：1，2NH₃+NO+NO₂?2N₂+3H₂O；
（3）据题意，通O₂一极为正极，电极反应式为O₂+2N₂O₅+4e^-=4NO₃^-，通NO₂一极为负极，电极反应为：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅，
故答案为：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅．

点评 本题考查较综合，涉及图象分析、热化学、电化学知识等，注意图象分析中的曲线的变化趋势，题目难度中等．