Question

【題目】霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、工業(yè)排放、建筑揚塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發(fā)等。

（1）汽車尾氣中的NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑的條件下可凈化。

①已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下

分子式/結(jié)構(gòu)式	NO/N≡O(shè)	CO/C≡O(shè)	CO2/O=C=O	N2/N≡N
化學(xué)鍵	N≡O(shè)	C≡O(shè)	C=O	N≡N
鍵能（KJ/mol）	632	1072	750	946

請完成汽車尾氣凈化中NO（g）和CO（g）發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=_________kJ/mol

②若上述反應(yīng)在恒溫、恒容的密閉體系中進行，并在t1時刻達到平衡狀態(tài)，則下列示意圖不符合題意的是_________（填選項序號）。（下圖中v正、K、n、P總分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量和總壓強）

（2）在t1℃下，向體積為10L的恒容密閉容器中通入NO和CO , 測得了不同時間時NO和CO的物質(zhì)的量如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/×l0-2mol	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
n(CO)/×l0-1mol	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

t1℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__，既能增大反應(yīng)速率又能使平衡正向移動的措施是_。（寫出一種即可）

（3）如圖1所示，以N2O4為原料采用電解法可制備新型綠色硝化劑（一種氮氧化物）寫出生成這種硝化劑的陽極電極反應(yīng)式________________________。

圖1 圖2

（4）NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。在氨氣足量的情況下，不同c(NO2)/c(NO)、不同溫度對脫氮率的影響如圖2所示（已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），請回答溫度對脫氮率的影響_______________，給出合理的解釋：____________________。

Answer 1

【答案】（1）① -538 ②A,B,C （2）500 加壓等。 （3） N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+ （4）300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大 300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小

300℃之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進行，脫氮率增大 300℃時反應(yīng)達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小

【解析】（1）①本題考查焓變與鍵能的關(guān)系，△H=反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和=[2×632＋2×1072－(946＋4×750)]kJ·mol－1=－538kJ·mol－1；②本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，A、因為是恒溫恒容，因此正反應(yīng)速率隨著反應(yīng)進行而減小，故說法錯誤；B、化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度不變，化學(xué)平衡常熟不變，因為是恒溫狀態(tài)，因此化學(xué)平衡狀態(tài)不變，故說法錯誤；C、根據(jù)圖像，t1時刻沒有達到平衡，故說法錯誤；D、壓強與物質(zhì)的量成正比，反應(yīng)前氣體物質(zhì)的量大于反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量，因此隨著反應(yīng)進行，壓強減少，故說法正確；（2）本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計算以及影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動因素，

2NO(g)+2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)

起始：(mol·L－1) 1×10－2 3.6×10－2 0 0

變化： 9×10－3 9×10－2 4.5×10－3 9×10－3

平衡： 1×10－3 2.7×10－2 4.5×10－3 9×10－3，根據(jù)平衡常數(shù)定義，K=c2(CO2)×c(N2)/[c2(NO)×c2(CO)]，代入數(shù)值，解得K=500，增大反應(yīng)速率以及反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，采取措施是加壓，增加NO或CO的濃度等；（3）本題考查電極反應(yīng)式的書寫，陽極是失電子，化合價升高，根據(jù)工作原理，陽極應(yīng)是左端的Pt，N2O4－2e－→N2O5，加入無水HNO3，因此電極反應(yīng)式為N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋；（4）根據(jù)圖像得出：300℃之前，反應(yīng)未平衡，反應(yīng)向右進行，脫氮率增大；300℃時反應(yīng)達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小。