题目内容
SO2、NOx是大气的主要污染物．（1）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料．
已知：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ/mol
C（s）+1/2O2（g）=CO（g）△H=-110.5kJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式
②含SO2的烟气在大气中会发生下列反应：NO2+SO2?SO3+NO．一定条件下将NO2和SO2以体积比1：2置于固定体积的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．体系的压强保持不变
B．混合气体的颜色保持不变
C．SO3和NO的体积比保持不变
D．每消耗amolSO3的同时生成amolNO
（2）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化为：
①已知气缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H＞0
若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2，1300℃时在密闭容器内反应达到平衡．测得NO为8×10-4mol．计算该温度下的平衡常数K=
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：
2CO（g）=2C（s）+O2（g）已知该反应的△H＞0，该设想能否实现：
③目前，在汽车尾气系统装置中催化转化器可减少CO和NO的污染，使其转化为无污染的气体排放物，其反应的化学反应方程式为
（3）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如图：
①Pt电极上发生的是
②写出NiO电极的电极反应式：
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,化学平衡状态的判断
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）①用盖斯定律求反应热，根据目标方程式将已知方程式变形运算求解；
②根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来判断化学反应是否达到平衡；根据一项化学反应速率的因素分析解答；
（2）①结合化学三段式列式计算平衡浓度，平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积计算；
②依据反应自发进行的条件是△H-T△S＜0分析判断；
③根据CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳书写；
（3）①原电池中正极得电子的物质发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮；
②根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来判断化学反应是否达到平衡；根据一项化学反应速率的因素分析解答；
（2）①结合化学三段式列式计算平衡浓度，平衡常数等于生成物平衡浓度的幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积计算；
②依据反应自发进行的条件是△H-T△S＜0分析判断；
③根据CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳书写；
（3）①原电池中正极得电子的物质发生还原反应；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮；
解答：
解：（1）①H2（g）+
O2（g）═H2O（g）△H1=-241.8kJ/mol①
C（s）+
O2（g）═CO（g）△H2=-110.5kJ/mol②
根据盖斯定律②-①得C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H3=△H2-△H1=+131.3kJ/mol，
故答案为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ/mol；
②A．反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，不能说明反应已经处于平衡状态，故A错误；
B．随着反应的进行，NO2的浓度减小，颜色变浅，当颜色保持不变时说明反应处于平衡状态，故B正确；
C．SO3和NO都是生成物，比例始终保持1：1，所以当SO3和NO的体积比保持不变时，无法判断反应是否处于平衡状态，故C错误；
D、每消耗amolSO3表明逆向进行，同时生成amolNO，表明反应正向进行，说明正逆反应速率相等，故D正确；
故选BD；
（2）①1mol空气中含有0.8mol N2和0.2mol O2，1300℃时在含1mol空气的密闭容器内反应达到平衡．测得NO为8×10-4mol．
N2（g）+O2（g）═2NO（g）
起始量（mol） 0.8 0.2 0
变化量（mol） 4×10-4 4×10-4 8×10-4
平衡量（mol） 0.8-4×10-4 0.2-4×10-4 8×10-4
反应前后气体物质的量不变，用气体物质的量代替平衡浓度计算平衡常数K=
≈4×10-6；汽车启动后，气缸燃烧汽油，释放热量，温度越高，反应速率加快，平衡右移，单位时间内NO排放量越大，
故答案为：4×10-6；温度升高，反应速率加快，平衡右移；
②2CO（g）=2C（s）+O2（g）已知该反应的△H＞0，反应是焓变增大，熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H-T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；
故答案为：否；该反应是焓增，熵减的反应，根据△H-T?△S＞0，任何温度下均不能自发进行；
③汽车尾气系统装置中CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为2CO+2NO
2CO2+N2，
故答案为：2CO+2NO
2CO2+N2；
（3）①装置无外接电源，故为原电池，铂电极上氧气得电子生成氧离子而被还原，
故答案为：还原；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2，
故答案为：NO+O2--2e-=NO2；
| 1 |
| 2 |
C（s）+
| 1 |
| 2 |
根据盖斯定律②-①得C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H3=△H2-△H1=+131.3kJ/mol，
故答案为：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ/mol；
②A．反应NO2（g）+SO2（g）?SO3（g）+NO（g）是反应前后气体分子数不变的反应，故体系的压强保持不变，不能说明反应已经处于平衡状态，故A错误；
B．随着反应的进行，NO2的浓度减小，颜色变浅，当颜色保持不变时说明反应处于平衡状态，故B正确；
C．SO3和NO都是生成物，比例始终保持1：1，所以当SO3和NO的体积比保持不变时，无法判断反应是否处于平衡状态，故C错误；
D、每消耗amolSO3表明逆向进行，同时生成amolNO，表明反应正向进行，说明正逆反应速率相等，故D正确；
故选BD；
（2）①1mol空气中含有0.8mol N2和0.2mol O2，1300℃时在含1mol空气的密闭容器内反应达到平衡．测得NO为8×10-4mol．
N2（g）+O2（g）═2NO（g）
起始量（mol） 0.8 0.2 0
变化量（mol） 4×10-4 4×10-4 8×10-4
平衡量（mol） 0.8-4×10-4 0.2-4×10-4 8×10-4
反应前后气体物质的量不变，用气体物质的量代替平衡浓度计算平衡常数K=
| (8×10-4)2 |
| (0.8-4×10-4)?(0.2-4×10-4) |
故答案为：4×10-6；温度升高，反应速率加快，平衡右移；
②2CO（g）=2C（s）+O2（g）已知该反应的△H＞0，反应是焓变增大，熵变减小的反应，△H＞0，△S＜0，则△H-T△S＞0，反应任何温度下都不能自发进行；
故答案为：否；该反应是焓增，熵减的反应，根据△H-T?△S＞0，任何温度下均不能自发进行；
③汽车尾气系统装置中CO和NO反应生成物为氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为2CO+2NO
| ||
故答案为：2CO+2NO
| ||
（3）①装置无外接电源，故为原电池，铂电极上氧气得电子生成氧离子而被还原，
故答案为：还原；
②NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮，所以电极反应式为：NO+O2--2e-=NO2，
故答案为：NO+O2--2e-=NO2；
点评：本题综合考查了有SO2、NOx的知识点，涉及盖斯定律应用、平衡状态判断、汽车尾气的处理、电化学，是高考的热点题型，解题时利用盖斯定律求反应热注意方程式变形时，△H的符号和数值，注意电化学重要知识点，注意影响化学平衡的因素高频考点，题目难度中等．
练习册系列答案
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