Question

（10分）近几年全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。

⑴ 汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)    △H＜0

若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是_________（填代号）。

（2）一定条件下氮氧化物和碳氧化物可以反应，已知2.24L(折算为标准状况)N₂O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量。生成的3种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度是反应前气体密度的倍。请写出该反应的热化学方程式_____________。

（3）电解法处理氮氧化物废气有较高的环境效益和经济效益（图中电极均为石墨）。

  

① NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见上方右图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为________________________________。

② 电解NO制备NH₄NO₃原理如上方左图所示。石墨III为_______极 ，石墨IV的电极反应式为___________。为使电解产物完全转化为NH₄NO₃，需要补充的物质X的化学式为______。

Answer

BD 4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1 NO2+NO3--e-═N2O5 阴 NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ NH3

【解析】试题分析：⑴根据平衡状态的定义分析；（2）氮氧化物和碳氧化物在点燃条件恰好完全反应生成的3种产物均为大气组成气体，分别是N2、CO2、 O2；（3）① 通入NO2的电极为阳极，发生氧化反应，Y是N2O5；石墨III电极 ，发生还原反应；石墨IV电极 ；根据电子守恒分析为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质X的化学式。

解析：⑴平衡时速率不再改变，故A不一定平衡；该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，平衡常数不变，说明温度不变，故B一定平衡；平衡时物质浓度不再改变，故C一定不平衡；NO的百分含量不变，故D一定平衡；（2）氮氧化物和碳氧化物在点燃条件恰好完全反应生成的3种产物均为大气组成气体，分别是N2、CO2、 O2，反应后气体的密度是反应前气体密度的倍，说明气体物质的量变为原来 ，设方程式为 ,若 ，则z=1；根据电子守恒 ，则x=4,y=2；所以方程式为4N2O+2CO = 4N2+2CO2 + O2，0.1 mol N2O和CO的混合气体在点燃条件恰好完全反应，放出bkJ热量,则6 mol混合气体放热60bkJ,故热化学方程式为4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1（3）① 通入NO2的电极为阳极，发生氧化反应，Y是N2O5，电极反应为NO2+NO3--e-═N2O5；石墨III电极 ，发生还原反应，石墨III电极为阴极；石墨IV电极 ，电极反应式为NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ ；根据电子守恒，两电极生成铵根和硝酸根离子的比为3:5，所以为使电解产物完全转化为NH4NO3，需要补充的物质X是NH3。

点睛：化学平衡状态是 ，反应体系中各物质浓度保持不变的状态。