Question

（16分）進入秋冬季節(jié)后，鄭州市頻現(xiàn)霧霾天氣，給人們的出行帶來極大的不便和危害，人們“談霾色變”。目前鄭州市汽車保有量達230萬量，汽車尾氣的污染是引起霧霾的主要因素之一，NO和CO是汽車尾氣的主要污染物。

（1）一定條件下，NO2與SO2反應(yīng)生成SO3和NO兩種氣體：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 。

a．體系壓強保持不變

b．混合氣體顏色保持不變

c．SO3和NO的體積比保持不變

d．每消耗1molSO2的同時生成1molNO

（2）氣缸中生成NO的反應(yīng)為：N2(g)＋O2(g)=2NO(g) △H＞0，汽車啟動后，氣缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是 。假設(shè)空氣中N2和O2的體積比為4︰1，1300℃時，1mol空氣在某密閉容器內(nèi)反應(yīng)達到平衡時，測得NO為8×10－4mol，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K≈ 。

（3）汽車燃油不完全燃燒時生成CO，有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=C(s)＋O2(g) △H＞0，該設(shè)想能否實現(xiàn)？ （填“能”或“不能”），原因是 。

（4）在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，用化學(xué)方程式表示其原理： 。

（5）某科研機構(gòu)設(shè)計傳感器檢測CO的含量，其工作原理示意圖如下：

Pt電極上發(fā)生的是 反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）；

寫出NiO電極的電極反應(yīng)式 。

 

Answer 1

（1）b;（2）升溫，生成NO的速率加快，且平衡正向移動；4×10—6；（3）不能；△H＞0 △S＜0所以△H—T△S＜0； （4）2CO＋2NO N2＋2CO2（5）還原；CO＋O2－－2e－= CO2

【解析】

試題分析：（1）a.該反應(yīng)是前后氣體體積不發(fā)生變化的反應(yīng)，故壓強始終保持不變，a錯誤；二氧化氮是紅棕色氣體，故顏色不變可以判斷達到平衡，b正確；SO3和NO的體積比始終按照1:1生成，保持不變，c錯誤；每消耗1molSO2的同時生成1molNO，只有正向速率沒有逆向速率，d錯誤，答案選b；（2）氣缸溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是：升溫，生成NO的速率加快，且平衡正向移動；假設(shè)空氣中N2和O2的體積比為5：1，體積比等于物質(zhì)的量之比，1300°C時，1mol空氣中N2物質(zhì)的量為5/6，O2的體積為1/6，在某密閉容器內(nèi)反應(yīng)達到平衡時，測得NO為5×10-4mol，依據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)列式，反應(yīng)前后系數(shù)不變可以用物質(zhì)的量代替平衡濃度計算；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=故答案為：溫度升高，反應(yīng)速率增大，平衡正向移動；4×10-6；（3）2CO（g）=2C（s）+O2（g），該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)．根據(jù)G=△H-T?△S，G＞0，不能實現(xiàn)，故答案為：不能；該反應(yīng)是熵減、焓增的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進行；（4）汽車尾氣系統(tǒng)中裝置反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO＋2NO N2＋2CO2；（5）鉑電極上氧氣得電子生成氧離子而被還原，NiO電極上CO失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化碳，所以電極反應(yīng)式為CO+O2--2e-=CO2，故答案為：還原；CO-2e-+O2-=CO2．

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義