题目内容
进入冬季，郑州市频现雾霾天气，给人们的出行和生活带来极大的不便和危害，人们“谈霾色变”．目前郑州市汽车占有量达230万辆，汽车尾气污染是引起雾霾的主要因素之一．（1）汽缸中生成NO的反应为：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H＞0．汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是
（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）△H＞0，该设想能否实现？
（3）在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染，请用化学反应方程式表示其原理
（4）某科研机构设计传感器监测CO的含量，其工作原理示意图如图，Pt电极上发生的是
考点：化学平衡常数的含义,化学方程式的有关计算,反应热和焓变,常见化学电源的种类及其工作原理
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）依据化学平衡时气体体积不变的吸热反应，依据影响化学平衡的因素分析；依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算；
（2）根据G=△H-T?△S判断反应能否自发进行；
（3）根据生成物为氮气和二氧化碳书写；
（4）得电子的物质发生还原反应；NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮．
（2）根据G=△H-T?△S判断反应能否自发进行；
（3）根据生成物为氮气和二氧化碳书写；
（4）得电子的物质发生还原反应；NiO电极上NO失电子和氧离子反应生成二氧化氮．
解答：
解：（1）气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是温度升高，反应速率加快，平衡右移，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
mol，O2的体积为
mol，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；
N2（g）+O2（g）?2NO（g）
起始量（mol/L）
0
变化量（mol/L） 2.5×10-4 2.5×10-4 5×10-4
平衡量（mol/L）
-2.5×10-4
-2.5×10-4 5×10-4
该反应的平衡常数K=
=4×10-6；
故答案为：温度升高，反应速率增大，平衡正向移动；4×10-6；
（2）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；
（3）汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为2CO+2NO
2CO2+N2，故答案为：2NO+2CO
N2+CO2 ；
（4）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．
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N2（g）+O2（g）?2NO（g）
起始量（mol/L）
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变化量（mol/L） 2.5×10-4 2.5×10-4 5×10-4
平衡量（mol/L）
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| 6 |
该反应的平衡常数K=
| (5×10-4)2 | ||||
(
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故答案为：温度升高，反应速率增大，平衡正向移动；4×10-6；
（2）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；
（3）汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为2CO+2NO
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（4）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．
点评：该题综合考查化学反应原理的基础知识，涉及离子的水解、PH值的计算、盖斯定律的应用、化学平衡常数的计算、自由能的应用、原电池原理等，题目难度中等，注意相关知识的积累．
练习册系列答案
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