Question

隨著大氣污染的日趨嚴重，“節(jié)能減排”，減少全球溫室氣體排放，研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義．

（1）如圖1是在101kPa，298K條件下1mol NO₂和1mol CO反應生成1mol CO₂和1mol NO過程中的能量變化示意圖．
已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+179.5kJ/mol
②2NO（g）+O₂（g）═2NO₂（g）△H=-112.3kJ/mol
請寫出NO與CO反應生成無污染氣體的熱化學方程式：

 

．
（2）將0.20mol N0₂和0.10mol CO充入一個容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應，在不同條件下，反應過程中部分物質的濃度變化狀況如圖2所示．
①下列說法正確的是

 

（填序號）．
a．容器內的壓強不發(fā)生變化說明該反應達到乎衡
b．當向容器中再充人0.20mol NO時，平衡向正反應方向移動，K增大
c．升高溫度后，K減小，N0₂的轉化率減小
d．向該容器內充人He氣，反應物的體積減小，濃度增大，所以反應速率增大
②計算產物NO在0～2min內平均反應速率鈔（NO）=

 

mol?L^-1?min^-1
③第4min時改變的反應條件為

 

（填“升溫”、“降溫”）．
④計算反應在第6min時的平衡常數K=

 

．若保持溫度不變，此時再向容器中充人CO、NO各0.060mol，平衡將

 

移動（填“正向”、“逆向”或“不”）．
（3）Al-AgO池是一種新型電源，其原理如圖3所示：該電池負極反應式為：

 

（4）以熔融鹽為電鍍液可以在鋼材表面鍍鋁，鍍鋁電解池中金屬鋁為

 

極；鍍鋁后能防止鋼材腐蝕，其原因是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,熱化學方程式,常見化學電源的種類及其工作原理,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（2）①依據化學平衡移動原理，反應的特征分析判斷選項中平衡影響因素和反應速率影響因素；
②依據圖象數據分析計算；
③圖象分析判斷4min后反應物濃度增大，生成物濃度減小，說明平衡逆向進行，反應是放熱反應，升溫改變符合圖象變化；
④依據圖象讀出平衡濃度，結合平衡常數概念計算平衡常數，再加入物質濃度，可以利用濃度商計算和平衡常數比較判斷反應進行的方向；
（3）Al為負極，在堿性條件下放電生成AlO₂^-、H₂O；
（4）電鍍池中鍍層金屬作陽極，鍍層金屬作陽極；在空氣中鋁表面能形成一層致密的氧化膜，從而保護鋼材不被腐蝕．

解答： 解：（1）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+179.5kJ/mol
②2NO（g）+O₂（g）=2NO₂（g）△H=-112.3kJ/mol
298k條件下1mol NO₂和1mol CO反應生成1mol CO₂和1mol NO的熱化學方程式為③2NO₂（g）+4CO（g）=N₂（g）+4CO₂（g）△H=-（368-134）KJ/mol=-232KJ/mol，
由蓋斯定律（②-①+③）÷2得到反應的熱化學方程式：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-759KJ/mol，
故答案為：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=-759KJ/mol；
（2）圖象分析可知反應為：NO₂（g）+CO（g）?NO（g）+CO₂（g），
①a．反應前后氣體體積不變，當容器內的壓強不發(fā)生變化，不能說明該反應達到平衡，故a錯誤；
b．當向容器中加再充入0.20mol NO時，平衡向逆反應方向移動，K值不變，故b錯誤；
c．升高溫度后，K值減小，說明平衡逆向進行，NO₂的轉化率減小，故c正確；
d．向該容器內充入He氣，總壓增大，氣體分壓不變，所以反應反應速率不變，故d錯誤；
故選c；
②產物NO₂在0～2min時平均反應速率v（NO₂）=

(0.2-0.17)mol/L

2min

=0.015mol/L?min，故答案為：0.015；
③圖象分析可知4min后二氧化氮和一氧化碳濃度增大，一氧化氮和二氧化碳濃度減小，說明平衡逆向進行，反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，符合圖象變化，
故答案為：升溫；
④依據圖象分析，6min時平衡狀態(tài)下物質的濃度為c（NO₂）=0.18mol/L，c（CO）=0.08mol/L，c（NO）=0.02mol/L，c（CO₂）=0.02mol/L，反應的平衡常數依據平衡常數概念計算，NO₂（g）+CO（g）?NO（g）+CO₂（g），K=

0.2×0.2

0.18×0.8

=

1

36

；若保持溫度不變，此時再向容器中充入CO、NO各0.060mol，濃度商計算Qc=

0.08×0.02

0.18×0.10

=

4

45

＞K，平衡逆向進行，
故答案為：

1

36

；逆向；
（3）Al為負極，在堿性條件下放電生成AlO₂^-、H₂O，負極電極反應式為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）電鍍池中鍍層金屬作陽極，鍍層金屬作陽極，故在鋼材表面鍍鋁，鍍鋁電解池中，金屬鋁為陽極，在空氣中鋁表面能形成一層致密的氧化膜，從而保護鋼材不被腐蝕，
故答案為：陽；在空氣中鋁表面能形成一層致密的氧化膜，從而保護鋼材不被腐蝕．

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，化學平衡影響因素分析，平衡常數計算應用，原電池原理的理解分析，溶度積常數的計算分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．