Question

【題目】汽車尾氣中含有CO、NO、NO2、碳氫化合物等多種污染物。回答下列問題：

(1)汽車燃料中不含氮元素，尾氣中所含NO產生的原因是_________________________(用化學方程式表示)。

(2)已知：2C4H10(g)＋13O2(g)＝8CO2(g)＋10H2O(g) △H1＝－5316 kJ·mol－1

N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H2

2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) △H3＝－746 kJ·mol－1

①若H2O(l)＝H2O(g) △H＝＋44 kJ·mol－1，則表示正丁烷燃燒熱的熱化學方程式為__________________。

②部分化學鍵鍵能數據為：氧分子中氧氧鍵的鍵能為494 kJ·mol－1；C＝O的鍵能為799 kJ·mol－1；CO分子中碳氧鍵的鍵能為1076 kJ·mol－1;請計算出反應2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)的△H＝______________kJ·mol－1,由此可以計算△H2＝__________kJ·mol－1

(3)1573K時，N2＋O22NO平衡常數為2.0×10－6，若測得內燃機內平衡混合氣中氮氣、氧氣的物質的量分別為0.2mol、0.001mol，則生成NO的物質的量為_____________mol，N2的轉化率為____________。

(4)T<500K時，反應NO2(g)＋CO(g)＝NO(g)＋CO2(g)分兩步進行：

第一步：NO2(g)＋NO2(g)＝NO3(g)＋NO(g) (慢反應)

第二步：NO3(g)＋CO(g)＝NO(g)＋CO2(g) (快反應)

下列表述正確的是__________(填標號)

A.反應速率與NO2濃度有關 B.反應速率與NO濃度有關

C.反應的中間產物只有NO3 D.第一步反應活化能較低

Answer 1

【答案】N2+O22NO C4H10(g) +O2 (g) = 4CO2(g) + 5H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1 -550 +196 2.0×10-5 0.005% AC

【解析】

（1）進入氣缸的氣體是空氣，含有氮氣和氧氣在高溫下反應；

（2）①根據蓋斯定律計算；

②△H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能；

（3）利用平衡常數和三段式進行計算；

（4）利用反應原理分析；

（1）進入氣缸的氣體是空氣，含有氮氣和氧氣在高溫下反應生成一氧化氮，污染空氣，方程式是N2+O22NO ，

故答案是：N2+O22NO ；

（2）① ①2C4H10(g)＋13O2(g)＝8CO2(g)＋10H2O(g) △H1＝－5316 kJ·mol－1

②H2O(l)＝H2O(g) △H＝＋44 kJ·mol－1，

（①-②×10）÷2得

C4H10(g) +O2 (g) = 4CO2(g) + 5H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1

故答案為：C4H10(g) +O2 (g) = 4CO2(g) + 5H2O(l) ΔH=-2878 kJ·mol-1 ；

②△H＝反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=2×1076 kJ·mol－1+494 kJ·mol－1-2×2×799 kJ·mol－1=-550 kJ·mol－1；

①2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H＝-550kJ·mol－1

②2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) △H3＝－746 kJ·mol－1

有蓋斯定律得：①-②得N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) △H2=196 kJ·mol－1

故答案為：-550；+196；c(NO)2

（3） N2＋O22NO，K===2.0×10－6，解得n(NO)=2.0×10－5，

消耗的氮氣的物質的量是1.0×10－5，氮氣的轉化率=×100%= 0.005%

故答案為：2.0×10-5 ；0.005%；

（4）A.第一步是慢反應，決定整個反應的速率快慢，所以反應速率與二氧化氮的濃度有關，故A正確；

B.第二步是快反應，不能決定整個反應速率，故反應速率與一氧化氮的濃度無關，故B錯誤；

C.第一步反應生成的有三氧化氮，三氧化氮又作了第二個反應的反應物，所以是中間產物，故C正確；

D.第一步反應較慢，說明活化能較高，故D錯誤；

故選：AC。