Question

【題目】燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染和霧霾天氣的原因之一，化學(xué)在解決霧霾污染中發(fā)揮了重要作用。

（1）NOx主要來(lái)源于汽車尾氣。

已知：N2(g) + 2O2(g)2NO2(g) ΔH＝＋67.5kJ/mol

2CO(g) + O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.0kJ/mol。

為了減輕大氣污染，在汽車尾氣排氣管口采用催化劑將NO2和CO轉(zhuǎn)化成無(wú)污染氣體參與大氣循環(huán)。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________。

（2）已知：5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)，工業(yè)上可以利用I2O5消除CO的污染。不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的4 L恒容密閉容器中通入2 mol CO，測(cè)得CO2的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始至a點(diǎn)時(shí)，v(CO)＝___________。

②由圖可知，該反應(yīng)的ΔH________0（填“大于”或“小于”），b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K＝___________。

③下列說(shuō)法正確的是___________（填字母）。

A．d點(diǎn)時(shí)，增大體系壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率變大

B．容器內(nèi)氣體密度不變時(shí)，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C．c點(diǎn)時(shí)體系中混合氣體的壓強(qiáng)在T2溫度下更大

D．b點(diǎn)時(shí)，向平衡體系中再加入I2O5，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

（3）電解吸收是脫硝的一種方法。用6％的稀硝酸吸收NOx生成亞硝酸，再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解，使之轉(zhuǎn)化為硝酸。電解裝置如圖所示。

①圖中b應(yīng)連接電源的___________（填“正極”或“負(fù)極”）。

②陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為___________。

Answer 1

【答案】 2NO2(g)＋4CO(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－1199.5 kJ/mol 0.4 mol/(L·min) 小于 1024 BC 負(fù)極 HNO2－2e-＋H2O＝NO3-＋3H+

【解析】（1）NO2和CO在催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無(wú)污染的氮?dú)夂投�氧化碳，已�?/span>：①N2(g) + 2O2(g)2NO2(g) ΔH＝＋67.5kJ/mol ，②2CO(g) + O2(g)2CO2(g) ΔH＝－566.0kJ/mol，由蓋斯定律可知，②×2—①即得NO2和CO轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂投�氧化碳的熱化學(xué)方程式，2NO2(g)＋4CO(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－1199.5 kJ/mol。

（2）①設(shè)轉(zhuǎn)化的CO物質(zhì)的量濃度為x，根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算：

5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)

起始濃度（mol/L） 0.5 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） x x

平衡濃度（mol/L） 0.5—x x

a點(diǎn)CO2的體積分?jǐn)?shù)為0.4，則x/0.5=0.4，可得x=0.2 mol/L，則v（CO）=0.2mol/L÷0.5min = 0.4mol·L－1·min－1；

②圖中d點(diǎn)先達(dá)到平衡，b點(diǎn)后達(dá)到平衡，說(shuō)明T2大于T1，但CO2的體積分?jǐn)?shù)反而小，說(shuō)明升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH小于0；類似a點(diǎn)計(jì)算，可求出b點(diǎn)CO的平衡濃度為0.1 mol/L，CO2的 平衡濃度為0. 4mol/L，則b點(diǎn)時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)Kb＝c5(CO2)÷c5(CO)==45=1024。

③A．由于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變即壓強(qiáng)不變，在d點(diǎn)，其它條件不變時(shí)，增大體系壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，錯(cuò)誤；B．容器內(nèi)氣體密度不變，說(shuō)明氣體的質(zhì)量不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正確；C．因T2大于T1，且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，則c點(diǎn)時(shí)體系中混合氣體的壓強(qiáng)在T2溫度下更大，正確；D．b點(diǎn)時(shí)，向平衡體系中加入I2O5是固體，不影響平衡移動(dòng)，錯(cuò)誤。故BC正確。

（3）①a電極上亞硝酸失電子生成硝酸，b電極上氫離子得電子生成氫氣，所以a為陽(yáng)極，b為陰極，則b與電源的負(fù)極相連；故答案為：負(fù)極；②陽(yáng)極上亞硝酸失電子生成硝酸，其電極方程式為：HNO2－2e-＋H2O＝NO3-＋3H+。