Question

对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理，可实现绿色环保、节能减排等目的。汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为：2NO（g）+2CO（g） N₂（g）+2CO₂（g）  ΔH=a kJ·mol^-1。

I、已知2NO（g）+ O₂（g）=2 NO₂（g） ΔH=b kJ·mol^-1；CO的燃烧热ΔH=c kJ·mol^-1。写出消除汽车尾气中NO₂的污染时，NO₂与CO反应的热化学方程式                。

II、一定条件下，在一密闭容器中，用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
c（NO）/mol·L^-1	1．00	0．8	0．64	0．55	0．5	0．5
c（CO）/mol·L^-1	3．50	3．30	3．14	3．05	3．00	3．00

（1）在恒容密闭容器中充入CO、 NO气体，下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是________________

（2）前2s内的平均反应速率υ（N₂） =                  mol/（L·s）（保留两位小数，下同）；此温度下，该反应的平衡常数为               。

（3）采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术，同时吸收SO₂和NO_x，获得（NH₄）₂SO₄的稀溶液，

①常温条件下，此溶液的PH=5，则=                     （已知该温度下NH₃·H₂O的K_b=1．7×10^-5）。

②向此溶液中再加入少量 （NH₄）₂SO₄固体， 的值将           （填“变大”、“不变”或“变小”）。

（4）设计如下图1装置模拟传感器测定CO与 NO反应原理。

①铂电极为________________（填“正极”或“负极”）。

②负极电极反应式为_________                              _____

III、如下图2所示，无摩擦、无质量的活塞1、2将反应器隔成甲、乙两部分，在25℃和101kPa下实现平衡时，各部分体积分别为V_甲、V_乙。此时若去掉活塞1，不引起活塞2的移动。则x=           ， V_甲︰V_乙=           。    

Answer

I、2NO2（g）+ 4CO（g）= N2（g） + 4CO2（g） ΔH= a-b+2c kJ·mol-1；

II、（1）AD（2）0．09 0．03 mol·L-1；（3） ① 1．7×104； ②变大（4）① 正极 ② CO+O2—+2e-=CO2

III、1．5；3∶1

【解析】

试题分析：

I、考查热化反应方程式的书写及盖斯定律的应用

①2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g） ΔH=a kJ·mol-1

②2NO（g）+ O2（g）=2 NO2（g） ΔH=b kJ·mol-1；

③CO（g） + 0．5O2（g） = CO2（g） ΔH=c kJ·mol-1由三式联合得

2NO2（g）+ 4CO（g）= N2（g） + 4CO2（g） ΔH= a-b+2c kJ·mol-1

II、（1）化学平衡状态的判定，C主要图象不符和题设要求，平均摩尔质量应为恒定量

（2）CO浓度变化量为0．36 mol·L-1，故其速率为0．09mol·L-1·min-1；平衡后四种物质平衡浓度为0．5 mol·L-1、3 mol·L-1、0．25 mol·L-1、0．5 mol·L-1，故平衡常数K=0．52·0．25 / （0．5·32） L-1·mol

（3） ①水解平衡常数求算的变形Kh==； ②变大

（4）① 原电池的正极判断根据N元素化合价变化情况判断，氮元素化合价降低在正极发生

②电极反应方程式书写 CO+O2—+2e-=CO2

III、等效平衡考察

考点：热化学方程式书写、速率计算、平衡常数计算、盐类水解、原电池工作原理及电极反应书写、等效平衡