Question

（15分）“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生如下反应：  

2NO（g）+ 2CO（g） 2CO₂（g）+ N₂（g）   △H＝﹣a kJ•mol^-1（a＞0）

（1）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①0～15min N₂的平均速率v（N₂）＝       ；NO的转化率为      。

②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是     （选填序号）。

a．缩小容器体积

b．增加CO的量

c．降低温度

d．扩大容器体积

③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N₂各0.4mol，化学平衡将       移动（选填“向左”、“向右”或“不”），重新达到平衡后，该反应的化学平衡常数为        。

（2）已知：2NO（g）+ O₂（g）＝2NO₂（g）  △H＝﹣b kJ•mol^-1（b＞0）

CO的燃烧热△H＝﹣c kJ•mol^-1 （c＞0）

则在消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO发生反应

的热化学反应方程式为：             。

（3）工业废气中含有的NO₂还可用电解法消除。制备方法之一是先将NO₂转化为N₂O₄，然后采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示。Pt乙为         极，电解池中生成N₂O₅的电极反应式是             。

Answer

（1）①0.013mol/（L•min）（1分）； 40%（2分） ②c d（2分）

③向左（2分） ；L/mol或0.14 L/mol（2分）

（2）4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g）△H＝﹣a+b﹣2c kJ•mol-1（2分）

（3）阴（2分） N2O4+2HNO3－2e-＝2N2O5 + 2H+（2分）

【解析】

试题分析：（1）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①根据图像可知0～15min生成N2的浓度是0.2mol/L，则氮气的平均速率v（N2）＝0.2mol/L÷15min＝0.013mol/（L•min）；根据方程式可知平衡时生成氮气的物质的量是0.4mol，根据方程式可知消耗NO是0.8mol，所以NO的转化率为。

②a．缩小容器体积压强增大，平衡向正反应方向进行，CO的浓度先增大后减小，但仍然比原来大，a错误；b．增加CO的量平衡向正反应方向进行，CO的浓度先增大后减小，但仍然比原来大，b错误；c．正方应是放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，导致CO浓度减小，c正确；d．扩大容器体积压强增大，平衡向逆反应方向移动，CO浓度先减小后增大，但仍然比原来小，d正确，答案选cd。

③根据图像和方程式可知平衡时氮气和CO2的浓度分别是0.2mol/L、0.4mol/L，NO和CO的浓度分别是0.6mol/L、0.8mol/L，则该温度下平衡常数K＝＝L/mol。若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol，则此时浓度商＝＞，所以化学平衡将向左移动。

（2）已知：① 2NO（g）+ 2CO（g） 2CO2（g）+ N2（g） △H＝﹣a kJ•mol-1（a＞0），

②2NO（g）+ O2（g）＝2NO2（g） △H＝﹣b kJ•mol-1（b＞0），③CO（g）+1/2O2（g）＝CO2（g） △H＝﹣c kJ•mol-1，则根据盖斯定律可知①＋2×③—②即可得到NO2与CO发生反应的热化学反应方程式4CO（g）+2NO2（g）N2（g）+4CO2（g）△H＝﹣a+b﹣2c kJ•mol-1。

（3）根据装置图可知Pt乙电极产生N2O4，硝酸贝尔还原为N2O4，所以该电极是阴极。阳极失去电子，则N2O4在阳极失去电子转化为N2O5，因此电解池中生成N2O5的电极反应式是N2O4+2HNO3－2e-＝2N2O5 + 2H+。

考点：考查外界条件对平衡状态的影响、平衡状态计算、盖斯定律及电化学原理的应用