Question

汽車在現代生活中扮演著越來越重要的角色，但其尾氣（碳氫化合物、氮氧化物及一氧化碳等）帶來的環(huán)境污染越來越明顯，機動車廢氣排放已成為城市大氣污染的重要來源．
（1）設汽油成分為C₈H₁₈，若在氣缸中汽油高溫裂解產生丁烷和丁烯，寫出該反應的化學方程

 

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（2）氣缸中生成NO的反應為：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H＞0
①汽車啟動后，氣缸內溫度越高，單位時間內NO排放量越大，原因是

 

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②1mol空氣中含有0.8mol N₂和0.2mol O₂，1300℃時在含1mol空氣的密閉容器內反應達到平衡．測得NO為8×10^-4mol．計算該溫度下的平衡常數K≈

 

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（3）尾氣中的CO主要來自于汽油不完全燃燒．
①有人設想按下列反應除去CO：2CO（g）═2C（s）+O₂（g）△H=+221kJ?mol^-1，簡述該設想能否實現的依據：

 

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②測量汽車尾氣的濃度常用電化學氣敏傳感器，其中CO傳感器可用如圖簡單表示，則陽極發(fā)生的電極反應為

 

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（4）在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉換器，可有效減少尾氣中的CO、NO_x和碳氫化合物等廢氣．
已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180kJ/mol
CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ/mol
2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）△H₃
則△H₃=

 

kJ?mol^-1．
（5）光化學煙霧（含臭氧、醛類、過氧乙酰硝酸酯等）是汽車尾氣在紫外線作用下發(fā)生光化學反應生成的二次污染物．寫出2-丁烯與臭氧按物質的量之比為1：2反應生成乙醛及氧氣的化學方程式

 

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Answer 1

考點：反應熱和焓變,熱化學方程式,化學平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據汽油分解生成丁烷和丁烯，結合原則守恒書寫化學方程；
（2）①依據影響化學反應速率和化學平衡的因素分析判斷；
②結合化學三段式列式計算平衡濃度，平衡常數等于生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積計算；
（3）①依據反應自發(fā)進行的條件是△H-T△S＜0分析判斷；
②依據電解原理分析，陽極是失電子發(fā)生氧化反應的物質，結合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳；
（4）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，得到反應焓變；
（5）2-丁烯與臭氧按物質的量之比為1：2反應生成乙醛及氧氣，結合原則守恒書寫配平化學方程式，注意反應條件；

解答： 解：（1）設汽油成分為C₈H₁₈，若在氣缸中汽油高溫裂解產生丁烷和丁烯，寫出該反應的化學方程為：C₈H₁₈

高溫

C₄H₁₀+C₄H₈；
故答案為：C₈H₁₈

高溫

C₄H₁₀+C₄H₈；
（2）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H＞0，反應時氣體體積不變的吸熱反應，溫度升高，反應速率加快，平衡右移，單位時間內NO排放量越大； 
故答案為：溫度升高，反應速率加快，平衡右移；
②1mol空氣中含有0.8mol N₂和0.2mol O₂，1300℃時在含1mol空氣的密閉容器內反應達到平衡．測得NO為8×10^-4mol．
                  N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）
起始量（mol）      0.8     0.2           0
變化量（mol）   4×10^-4 4×10^-4 8×10^-4
平衡量（mol） 0.8-4×10^-4  0.2-4×10^-4 8×10^-4
反應前后氣體物質的量不變，用氣體物質的量代替平衡濃度計算平衡常數K=

(8×10-4)2

(0.8-4×10-4)(0.2-4×10-4)

≈4×10^-6；
故答案為：4×10^-6；
（3）①2CO（g）═2C（s）+O₂（g）△H=+221kJ?mol^-1，反應是焓變增大，熵變減小的反應，△H＞0，△S＜0，則△H-T△S＞0，反應任何溫度下都不能自發(fā)進行；
故答案為：該反應是焓增、熵減的反應，任何溫度下均不能自發(fā)進行；
②陽極是失電子發(fā)生氧化反應的物質，結合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳同時生成氫離子，電極反應為：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺；
故答案為：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺；
（4）①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁=+180kJ/mol
②CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ/mol
依據蓋斯定律計算②×2-①得到：2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）△H₃ =-746KJ/mol；
故答案為：-746；    
（5）2-丁烯與臭氧按物質的量之比為1：2反應生成乙醛及氧氣，反應的化學方程式為：CH₃CH=CHCH₃+2O₃

紫外線

2CH₃CHO+2O₂；
故答案為：CH₃CH=CHCH₃+2O₃

紫外線

2CH₃CHO+2O₂；

點評：本題考查了化學方程式書寫，電解原理的分析應用，反應自發(fā)進行的判斷依據，熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，掌握基礎是關鍵，題目較簡單．