Question

【題目】當今環境問題越來越受到人們的重視。汽車尾氣中含有較多的NO和CO，兩種氣體均會使人體中毒。處理大氣中的污染物，打響“藍天白云”保衛戰是當前的重要課題。請回答下列問題

（1）用還原法將NO轉化為無污染的物質。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

請寫出CO與NO生成無污染氣體CO2與N2的熱化學方程式_______________________。

（2）在一定溫度下，向甲、乙、丙三個恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反應過程中測得各容器中c（NO）（mol/L）隨時間（s）的變化如下表。

已知：三個容器的反應溫度分別為T甲= 500℃、T乙= 500℃、T丙= a℃

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

（3）某研究性小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。

①若不使用CO，溫度超過775K，發現NO的分解率降低，其可能的原因為_________。

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

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

Answer 1

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

【解析】

(1)根據蓋斯定律進行分析；

(2)根據三段式，計算出平衡時各物質的濃度，根據平衡常數計算公式K= 進行計算；根據溫度對反應速率的影響規律進行分析；

(3)①根據溫度對平衡移動的規律進行分析；

②在=1的條件下，根據圖像可知，溫度在870K左右分解率幾乎達到100%；

(4)根據圖示，A極SO2失電子發生氧化反應生成SO42，則A為陽極，發生氧化反應。

(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的熱化學方程式為2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H，根據蓋斯定律可知2③-(①-②)可得目標反應方程式，所以△H=-573.75kJ/mol×2-(-221.0kJ/mol-180.5kJ/mol)=-746.0 kJ/mol，所以該反應的熱化學方程式為：2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol；

(2)甲容器中，發生反應2NO(g)+C(s) CO2(g)+ N2(g)，根據容器中cNO) (mol/L)隨時間(s)的變化，列三段式：

根據平衡常數的定義可知K==；

甲、丙容器中反應物起始量相同，丙容器達平衡的時間比甲容器達平衡的時間短，反應速率更快，故丙容器的反應溫度a > 500℃；

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

②在 =1的條件下，根據圖像可知，溫度在870K左右分解率幾乎達到100%，且再繼續升高溫度，分解率變化不大；

(4)根據圖示，A極SO2失電子發生氧化反應生成SO42-，則A為陽極，電極反應式是SO2-2e+2H2O=SO42-+4H+，則B為陰極。