Question

【題目】汽車尾氣中的CO和NO在排放時會發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。回答下列問題：

（1）通過NO傳感器可監(jiān)測汽車排放尾氣中NO含量， 其工作原理如圖所示。

該傳感器正極的電極反應(yīng)式為 _________________。

（2）已知如下發(fā)生反應(yīng)：

①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1 =-606.6 kJ·mol-1

②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H2= -114.1 kJ·mo l-1

則反應(yīng)CO(g) +NO2(g) = CO2(g) +NO(g)的△H =__________kJmo l-1

（3）300K時，將等濃度的CO 和 NO2混合加入剛性密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)CO(g) +NO2(g) = CO2(g) +NO(g), 測得 c(CO)濃度隨時間t 的變化如表所示。

t/min	0	20	90	170	560	1600	13200	14000	∞
c(CO)/mol·L-1	0.100	0.075	0.055	0.047	0.034	0.025	0.013	0.013	0.013

①300K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=_______%。平衡常數(shù)K=_______（保留1 位小數(shù)）。

②在300K下： 要提高CO轉(zhuǎn)化率， 可采取的措施是_____________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間，可采取的措施有______________、____________________。

③實(shí)驗(yàn)測得：反應(yīng)物濃度按任意比時，該反應(yīng)的正反應(yīng)速率均符合v正=k正c2(NO2)。其中：k正為正反應(yīng)速率常數(shù)，是與平衡常數(shù)K類似的只受溫度影響的常數(shù)。請推理出v逆的表達(dá)式：v逆＝_____________ （用k正 、 K 與c(CO)、c(CO2 )、c(NO)表達(dá)）。

④根據(jù)v逆的表達(dá)式 ，一定溫度下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡后， t1時刻增大CO濃度， 平衡發(fā)生移動，下列圖像正確的是______________。

Answer 1

【答案】O2＋4e－===2O2－ -246.25 87 44.8 及時移走產(chǎn)物 選用更高效的催化劑 提高反應(yīng)物壓強(qiáng)（濃度） B

【解析】

（1）首先這個裝置沒有外電源，因此是一個原電池裝置，按照原電池的規(guī)律來分析即可；

（2）這是一道典型的蓋斯定律應(yīng)用，只需用①式減去②式，再將化學(xué)計(jì)量數(shù)化為最簡整數(shù)比即可得到答案；

（3）觀察表格，可以發(fā)現(xiàn)在13200min后反應(yīng)物的濃度不再改變，此時的濃度就是平衡濃度，再根據(jù)平衡濃度來計(jì)算轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)即可。

（1）根據(jù)分析，這是一個原電池，正極氧氣得電子變成，電極反應(yīng)為；

（2）用①式減去②式可以得到，再整體除以2即可得到答案；

（3）①轉(zhuǎn)化率，四種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1，因此平衡時反應(yīng)物的濃度均為，生成物的濃度均為，則；

②溫度給定的情況下，我們可以通過及時移走產(chǎn)物的方式，來提高原料的轉(zhuǎn)化率；而要縮短反應(yīng)時間，可以通過選擇更高效的催化劑，或者提高反應(yīng)物的濃度來實(shí)現(xiàn)；

③當(dāng)時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，即此時，代入平衡常數(shù)的表達(dá)式，化簡可得；

④和的表達(dá)式我們已經(jīng)有了，增大的濃度對無影響，但會使降低，符合事實(shí)的圖像為B，答案選B。