Question

CO和NO₂是汽車尾氣的主要污染物．汽車尾氣的反應(yīng)式之一為：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）．請回答下列問題：
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
2C（s）+O₂═2CO（g）△H=-221kJ/mol
則2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=

 

．
（2）一定溫度下，在一體積為VL的密閉容器中充入一定量的NO和CO時，反應(yīng)進行到t時刻時達到平衡狀態(tài)，此時n（CO）=a mol、n（NO）=2a mol、n（N₂）=b mol，且N₂占平衡混合氣體總價體積的

1

4

．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（用只含a、V的式子表示）
②判斷該反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是

 

（填序號）
A．v（CO₂）_生成=v（CO）_消耗
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
C．混合氣體的密度不再改變
D．NO、CO、N₂、CO₂的物質(zhì)的量濃度均不再變化

（3）在一定溫度下，將2.0mol NO、2.4mol CO通入固定容積2L的密閉容器中，反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖一所示，則①有害氣體NO的轉(zhuǎn)化率是

 

，0～15min CO₂的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

②20min時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致CO濃度減小，則改變的條件是

 

（填序號）
A．增加CO₂的量  B．加入催化劑   C．降低溫度  D．?dāng)U大容積體積
（4）通過NO_X傳感器可監(jiān)測NO_X的含量，其工作原理如圖二所示，則①Pt電極上發(fā)生的是

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）②NiO電極上的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律解題；
（2）①根據(jù)三行式結(jié)合化學(xué)平衡的移動知識來計算；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；
（3）分析圖象結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計算，轉(zhuǎn)化率=

消耗量

起始量

×100%；根據(jù)反應(yīng)速率的公式求解；外界條件對化學(xué)平衡移動的影響去分析解題；
（4）①得電子的物質(zhì)發(fā)生還原反應(yīng)；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮．

解答： 解：（1）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
③2C（s）+O₂═2CO（g）△H=-221kJ/mol
蓋斯定律2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）+2CO₂（g）△H=-③+2②-①=-（-221KJ/mol ）+2×（-393.5KJ/mol ）-180.5KJ/mol=-746.5KJ/mol，故答案為：-746.5KJ/mol； 
（2）①2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），
平衡濃度：

2a

V

     

a

V

      

b

V

      

2b

V

，則

a

a+2a+b+2b

=

1

4

，解得a=3b
K=

b V ?( 2b V )2

( 2a V )2?( a V )2

=

27V

a

，故答案為：

27V

a

；
②A．v（CO₂）_生成=v（CO）_消耗，都體現(xiàn)的正反應(yīng)，未體現(xiàn)正逆之間的關(guān)系，故A錯誤；
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，故B正確；
C．混合氣體的密度不再改變，體積一定，氣體的總質(zhì)量一定，密度始終是一個定值，故C錯誤；
D．NO、CO、N₂、CO₂的物質(zhì)的量濃度均不再變化，說明正逆反應(yīng)速率相等，達平衡狀態(tài)，故D正確；
故選：BD；
（3）一定溫度下，將2.0mol NO、2.4mol CO通入固定容積2L的密閉容器中，依據(jù)圖象分析可知，平衡狀態(tài)氮氣物質(zhì)的量為0.4mol，一氧化碳物質(zhì)的量為1.6mol；依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算；
            2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol） 2      2.4       0        0
變化量（mol） 0.8    0.8      0.4      0.8
平衡量（mol） 1.2    1.6      0.4      0.8
N0的平衡轉(zhuǎn)化率=

0.8mol

2mol

×100%=40%；
0～15min平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

0.8mol 2L

15min

=0.027mol?L^-1?min^-1；故答案為：40%；0.027mol?L^-1?min^-1；
 ②A．增加CO₂的量，平衡逆向，導(dǎo)致CO的濃度變大，故錯誤；
B．加入催化劑，平衡不移動，故錯誤；
C．降低溫度，平衡正向，導(dǎo)致CO濃度減小，故正確；
D．?dāng)U大容積體積，反應(yīng)物和生成物的濃度都減小，平衡移動的結(jié)果，只能減弱減小，但不能抵消，故正確；
故選CD；
（4）①鉑電極上氧氣得電子生成氧離子而被還原，故答案為：還原；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮，所以電極反應(yīng)式為：NO+O^2--2e^-=NO₂，故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點評：本題涉及熱化學(xué)反應(yīng)方程式、蓋斯定律、平衡的移動、電極反應(yīng)式的書寫等知識點，注意反應(yīng)熱的計算方法，為易錯點．