Question

【題目】當(dāng)今環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。汽車尾氣中含有較多的NO和CO，兩種氣體均會(huì)使人體中毒。處理大氣中的污染物，打響“藍(lán)天白云”保衛(wèi)戰(zhàn)是當(dāng)前的重要課題。請(qǐng)回答下列問(wèn)題

（1）用還原法將NO轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的物質(zhì)。已知：

2C(s)+O2(g)2CO △H1=-221.0KJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO △H2=+180.5KJ/mol

2NO+C(s)CO2(g)+N2(g) △H3=-573.75KJ/mol

請(qǐng)寫出CO與NO生成無(wú)污染氣體CO2與N2的熱化學(xué)方程式_______________________。

（2）在一定溫度下，向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得各容器中c（NO）（mol/L）隨時(shí)間（s）的變化如下表。

已知：三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T甲= 500℃、T乙= 500℃、T丙= a℃

甲容器中，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。丙容器的反應(yīng)溫度a _______500℃（填“”、“<”或“=”），理由是_______________________________。

（3）某研究性小組在實(shí)驗(yàn)室以Ag-ZSM-5為催化劑，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。

①若不使用CO，溫度超過(guò)775K，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因?yàn)?/span>_________。

②在n（NO）/n（CO）=1的條件下，為更好的除去NO物質(zhì)，應(yīng)控制的最佳溫度在_____K左右。

（4）利用電解原理也可以處理NO。下圖為工業(yè)生產(chǎn)模擬裝置。其中A、B為多孔電極（外接電源未畫出），則B為___________極（填“正”“負(fù)”“陰”或“陽(yáng)”，），A電極反應(yīng)式為______________________。

Answer 1

【答案】2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol > 甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同，丙容器達(dá)平衡的時(shí)間比甲容器達(dá)平衡的時(shí)間短 NO的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度不利于正反應(yīng)進(jìn)行 870K（溫度寫到800K~900K之間均可） 陰極 SO2-2e+2H2O= SO42 +4H+

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析；

(2)根據(jù)三段式，計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式K= 進(jìn)行計(jì)算；根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律進(jìn)行分析；

(3)①根據(jù)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行分析；

②在=1的條件下，根據(jù)圖像可知，溫度在870K左右分解率幾乎達(dá)到100%；

(4)根據(jù)圖示，A極SO2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO42，則A為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

(1)已知：①2C(s)+O2(g)2CO △H1=-221.0kJ/mol

②N2(g)+O2(g)2NO △H2=+180.5kJ/mol

③2NO+C(s)CO2(g)+N2(g) △H3=-573.75kJ/mol

CO與NO生成氣體CO2與N2的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H，根據(jù)蓋斯定律可知2③-(①-②)可得目標(biāo)反應(yīng)方程式，所以△H=-573.75kJ/mol×2-(-221.0kJ/mol-180.5kJ/mol)=-746.0 kJ/mol，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol；

(2)甲容器中，發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+C(s) CO2(g)+ N2(g)，根據(jù)容器中cNO) (mol/L)隨時(shí)間(s)的變化，列三段式：

根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知K==；

甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同，丙容器達(dá)平衡的時(shí)間比甲容器達(dá)平衡的時(shí)間短，反應(yīng)速率更快，故丙容器的反應(yīng)溫度a > 500℃；

(3)①根據(jù)圖像可知，溫度超過(guò)775K，升高溫度， NO的分解率降低，平衡逆向移動(dòng)，則NO的分解反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

②在 =1的條件下，根據(jù)圖像可知，溫度在870K左右分解率幾乎達(dá)到100%，且再繼續(xù)升高溫度，分解率變化不大；

(4)根據(jù)圖示，A極SO2失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成SO42-，則A為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式是SO2-2e+2H2O=SO42-+4H+，則B為陰極。