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，化學在解決霧霾污染中發揮了重要作用。

（1）NOx主要來源于汽車尾氣。

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轉化成無污染氣體參與大氣循環。寫出該反應的熱化學方程式_____________。

（2）已知：5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)，工業上可以利用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，測得CO2的體積分數隨時間變化的曲線如圖。回答下列問題：

①從反應開始至a點時，v(CO)＝___________。

②由圖可知，該反應的ΔH________0（填“大于”或“小于”），b點時化學平衡常數K＝___________。

③下列說法正確的是___________（填字母）。

A．d點時，增大體系壓強，CO的轉化率變大

B．容器內氣體密度不變時，表明反應達到平衡狀態

C．c點時體系中混合氣體的壓強在T2溫度下更大

D．b點時，向平衡體系中再加入I2O5，平衡向正反應方向移動

（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，再將吸收液導入電解槽電解，使之轉化為硝酸。電解裝置如圖所示。

①圖中b應連接電源的___________（填“正極”或“負極”）。

②陽極的電極反應式為___________。

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 負極 HNO2－2e-＋H2O＝NO3-＋3H+

【解析】（1）NO2和CO在催化劑作用下發生氧化還原反應，生成無污染的氮氣和二氧化碳，已知：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轉化為氮氣和二氧化碳的熱化學方程式，2NO2(g)＋4CO(g)＝N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－1199.5 kJ/mol。

（2）①設轉化的CO物質的量濃度為x，根據三段式進行計算：

5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)

起始濃度（mol/L） 0.5 0

轉化濃度（mol/L） x x

平衡濃度（mol/L） 0.5—x x

a點CO2的體積分數為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點先達到平衡，b點后達到平衡，說明T2大于T1，但CO2的體積分數反而小，說明升高溫度，平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，即ΔH小于0；類似a點計算，可求出b點CO的平衡濃度為0.1 mol/L，CO2的 平衡濃度為0. 4mol/L，則b點時化學平衡常數Kb＝c5(CO2)÷c5(CO)==45=1024。

③A．由于反應前后氣體分子數不變即壓強不變，在d點，其它條件不變時，增大體系壓強，平衡不移動，CO的轉化率不變，錯誤；B．容器內氣體密度不變，說明氣體的質量不變，則反應達到平衡狀態，正確；C．因T2大于T1，且反應前后氣體分子數不變，則c點時體系中混合氣體的壓強在T2溫度下更大，正確；D．b點時，向平衡體系中加入I2O5是固體，不影響平衡移動，錯誤。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為陽極，b為陰極，則b與電源的負極相連；故答案為：負極；②陽極上亞硝酸失電子生成硝酸，其電極方程式為：HNO2－2e-＋H2O＝NO3-＋3H+。