Question

（14分）汽車在現(xiàn)代生活中扮演著越來越重要的角色，但其尾氣（碳?xì)浠�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(shè)汽油成分為C8H18，若在氣缸中汽油高溫裂解產(chǎn)生丁烷和丁烯，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程

。

（2）氣缸中生成NO的反應(yīng)為：N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H ＞0

①汽車啟動后，氣缸內(nèi)溫度越高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是 。

②1mol空氣中含有0.8molN2和0.2molO2，1300℃時在含1mol空氣的密閉容器內(nèi)反應(yīng)達到平衡。測得NO為8×10－4mol。計算該溫度下的平衡常數(shù)K≈ 。

（3）尾氣中的CO主要來自于汽油不完全燃燒。

①有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H=+221kJ·mol－1, 簡述該設(shè)想能否實現(xiàn)的依據(jù)： 。

②測量汽車尾氣的濃度常用電化學(xué)氣敏傳感器，其中CO傳感器可用下圖簡單表示，則陽極發(fā)生的電極反應(yīng)為 。

（4）在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)換器，可有效減少尾氣中的CO、NOx 和碳?xì)浠�合物等廢氣。

已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g) △H1=＋180kJ/mol

CO(g) ＋1/2O2(g)= CO2(g) △H2=－283kJ/mol

2NO(g)＋ 2CO(g) = 2CO2(g) ＋ N2(g) △H3

則△H3 = kJ·mol－1。

（5）光化學(xué)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(xué)反應(yīng)生成的二次污染物。寫出2－丁烯與臭氧按物質(zhì)的量之比為1：2反應(yīng)生成乙醛及氧氣的化學(xué)方程式 。

 

Answer 1

（1）C8H18C4H10 ＋ C4H8（2分）

（2）①溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移（2分） ②4×10－6（2分）

（3）①該反應(yīng)是焓增、熵減的反應(yīng)，任何溫度下均不能自發(fā)進行（2分）

②CO+H2O－2e－=CO2+2H+（2分）

（4）－746（2分） （5） CH3CH=CHCH3 ＋2O32CH3CHO ＋2O2（2分）

【解析】

試題分析：⑴根據(jù)C8H18在高溫裂解產(chǎn)生丁烷和丁烯可寫出該反應(yīng)方程式；

⑵①由于生成NO的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)速率加快，平衡右移，導(dǎo)致單位時間內(nèi)NO排放量越大；

②由于題目未告訴容器體積，令其體積為1L，注意數(shù)據(jù)的近似處理，平衡時： c(N2)≈0.8mol/L, c(O2) ≈0.2mol/L，c(NO)=8×10-8mol/L，將數(shù)據(jù)代入K=c2(NO)÷[c(N2)·c(O2)]= 4×10-6；

⑶①由于該反應(yīng)是焓增，熵減的反應(yīng)，由ΔG＝ΔH－TΔS，在任何溫度下均不自發(fā)進行；

②CO在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，先根據(jù)得失電子守恒有CO－2e－――CO2，再根據(jù)電荷守恒有CO－2e－――CO2+2H+，最后根據(jù)原子守恒得CO+H2O－2e－=CO2+2H+；

⑷將兩式依次編號①②，將“②×2－①”得第三式，根據(jù)蓋斯定律得第三式的反應(yīng)熱△H3＝（－283kJ/mol）×2－（＋180kJ/mol）＝－746kJ·mol－1；

⑸根據(jù)信息“2－丁烯與臭氧按物質(zhì)的量之比為1：2反應(yīng)生成乙醛及氧氣”，應(yīng)用原子守恒寫出該反應(yīng)方程式。

考點：考查化學(xué)反應(yīng)原理。