题目内容

6.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一.
(1)在实验室里,用铜与浓硝酸反应可制得NO2,现将NO2和O2同时通入水中,当
n(NO2):n(O2)═4:1时,二者恰好完全反应生成HNO3.
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:

①写出该反应的热化学方程式:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+183 kJ•mol-1.
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是增大.
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放.
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出.写出NO被CO还原的化学方程式:2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2.
②当尾气中空气过量时,转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐.其吸收能力顺序如下:
12MgO<20CaO<38SrO<56BaO.原因是根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数,得知它们均为ⅡA族元素.同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大;
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:

①Pt电极上发生的是还原(填“氧化”或“还原”)反应.
②写出NiO电极的电极反应式:NO+O2--2e-═NO2.

分析 (1)二氧化氮与氧气、水恰好反应生成硝酸,根据方程式计算n(NO2):n(O2);
(2)①分析图象变化,计算反应焓变=E1-E2,结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应反应的焓变;
②该反应为吸热反应,根据温度对平衡移动的影响分析;
(3)①NO被CO还原,则CO被NO氧化生成二氧化碳,据此写出反应方程式;
②原子半径越大,其吸收范围越大,则吸收能力越强;
(4)①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)二氧化氮与氧气、水恰好反应生成硝酸,其反应的方程式为:4NO2+O2+2H2O=4HNO3,则n(NO2):n(O2)=4:1;
故答案为:4:1;
(2)①分析图象变化,计算反应焓变△H=E1-E2=1443KJ/mol-1260KJ/mol=183KJ/mol,结合热化学方程式书写方法标注物质聚集状态和对应反应的焓变,得到热化学方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183KJ/mol;
故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+183KJ/mol;
②该反应为吸热反应,升高温度平衡向正方向移动,则平衡常数增大;
故答案为:增大;
(3)①在催化剂条件下,一氧化碳被氧化生成二氧化碳,一氧化氮被还原生成氮气,所以其反应方程式为:2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2,
故答案为:2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2;
②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数,得知它们均为ⅡA族元素.同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大,原子半径越大,反应接触面积越大,则吸收能力越大,
故答案为:根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数,得知它们均为ⅡA族元素,同一主族的元素,从上到下,原子半径逐渐增大.
(4)①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 本题涉及化学反应方程式、热化学反应方程式、电极反应式的书写等知识点,注意反应热的计算方法,为易错点,题目难度中等,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力.

练习册系列答案
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18.CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合产生蓝绿色沉淀,以下是某兴趣小组对沉淀组成的探究.
【提出假设】
假设1:沉淀为Cu (OH)2
假设2:沉淀为CuCO3
假设3:沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为nCuCO3•mCu(OH)2]
【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解(假设均不含结晶水).
【定性探究】
步骤1:将所得悬浊液过滤,用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,风干;
步骤2:甲同学取一定量固体,用气密性良好的如下装置(夹持仪器未画出)进行定性实验;

(1)若反应后A中蓝绿色固体变黑,C中无明显现象,证明假设1成立.
(2)乙同学认为只要将上图中B装置的试剂改用下列某试剂后,便可验证上述所有假设,该试剂是B(填代号).
A.浓硫酸     B.无水CuSO4    C.碱石灰    D.P2O5
(3)乙同学验证假设3成立的实验现象是A中蓝绿色固体变黑色,B中无水CuSO4固体变蓝,C中有白色沉淀产生.
【定量探究】
(4)乙同学进一步探究假设3中固体的组成:
①乙同学查得一些物质在20℃的数据(如表)后,将C中的澄清石灰水改为Ba(OH)2溶液,其原因是AC(填代号)
溶解度(S)/g溶度积(Ksp)摩尔质量(M)/g•mol-1
Ca(OH)2Ba(OH)2CaCO3BaCO3CaCO3BaCO3
0.163.892.9×10-92.6×10-9100197
A.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2
B.Ba(OH)2为强碱,Ca(OH)2为弱碱
C.吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3,测量误差小
D.相同条件下,CaCO3的溶解度明显大于BaCO3
②若所取蓝绿色固体质量为54.2g,实验结束后装置B的质量增加5.4g,C中的产生沉淀的质量为39.4g.则该蓝绿色固体的化学式为2CuCO3•3Cu(OH)2;A中发生的反应的化学方程式为2CuCO3•3Cu(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5CuO+3H2O↑+2CO2↑.

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