Question

汽車尾氣中NO_x的消除及無害化處理引起社會(huì)廣泛關(guān)注．
（1）某興趣小組查閱文獻(xiàn)獲得如下信息：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
則反應(yīng)2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=

 

．
（2）該小組利用電解原理設(shè)計(jì)了如圖1裝置進(jìn)行H₂還原NO的實(shí)驗(yàn)[高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，金屬鈀薄膜做電極]．鈀電極A為

 

極，電極反應(yīng)式為

 

．
（3）氨法催化還原NO原理如下：
主反應(yīng)：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）（△H＜0）
副反應(yīng)：4NH₃（g）+3O₂（g）?2N₂（g）+6H₂O（g）
4NH₃（g）+4O₂（g）?2N₂O（g）+6H₂O（g）
4NO（g）+4NH₃（g）+3O₂（g）?4N₂O（g）+6H₂O（g）
有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)論如圖2、圖3所示，據(jù)此回答以下問題：

①催化還原NO應(yīng)控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值為

 

，理由是

 

．
②主反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

，隨著溫度的增加，K將

 

（選填“增加”、“減小”或“不變”）．
③影響N₂O生成率的因素有

 

、氧氣濃度和

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)已知反應(yīng)和蓋斯定律，可得目標(biāo)反應(yīng)的△H；
（2）根據(jù)在鈀電極A的反應(yīng)物和生成物，可知發(fā)生還原反應(yīng)，利用守恒配平即得電極反應(yīng)式；
（3））①由圖3可知，n（NH₃）/n（NO） 小于1時(shí)，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時(shí)，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，故催化還原NO應(yīng)控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值為1；
②根據(jù)主反應(yīng)的方程式：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g），得平衡常數(shù)表達(dá)式；因?yàn)檎�反�?yīng)放熱，所以升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K將減��；
③根據(jù)平衡移動(dòng)的規(guī)律、反應(yīng)的方程式和圖2、圖3可知，影響N₂O生成率的因素．

解答： 解：（1）根據(jù)已知反應(yīng)：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180.5kJ/mol-----①
                   2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol-----②
根據(jù)蓋斯定律，則反應(yīng)2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）可由②-①得到，則△H=△H₂-△H₁=-664.1kJ/mol，
故答案為：-664.1kJ/mol；
（2）在鈀電極A，NO 轉(zhuǎn)化為N₂ ，發(fā)生還原反應(yīng)，故為陰極，根據(jù)已知反應(yīng)物和生成物，利用守恒配平即得電極反應(yīng)式為2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O，
故答案為：陰； 2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O
（3））①由圖3可知，n（NH₃）/n（NO） 小于1時(shí)，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時(shí)，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，催化還原NO應(yīng)控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值為1，
故答案為：1；n（NH₃）/n（NO）小于1時(shí)，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時(shí)，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加
②根據(jù)主反應(yīng)的方程式：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g），得平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

c6(H2O)c4(N2)

c(O2)c4(NH3)c4(NO)

，因?yàn)檎�反�?yīng)放熱，所以隨著溫度的增加，平衡逆向移動(dòng)，K將減小，
故答案為：

c6(H2O)c4(N2)

c(O2)c4(NH3)c4(NO)

；減小
③根據(jù)反應(yīng)的方程式和圖2、圖3可知，影響N₂O生成率的因素有 溫度、氧氣濃度和n（NH₃）/n（NO）．n（NH₃）/n（NO） 小于1時(shí)，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時(shí)，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，
故答案為：溫度； n（NH₃）/n（NO）．

點(diǎn)評：本題結(jié)合一些新信息考查了蓋斯定律的應(yīng)用、電化學(xué)、化學(xué)平衡等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)．