Question

【題目】汽車尾氣中含有CO、NO等有害氣體。
（1）汽車尾氣中NO生成過程的能量變化如圖示。1molN2和1molO2完全反應(yīng)生成NO會(huì)____（填“吸收”或“放出”）____kJ能量。

（2）通過NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車尾氣中NO的含量，其工作原理如圖所示：（提示：O2-可在此固體電解質(zhì)中自由移動(dòng)）

①NiO電極上發(fā)生的是___________反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）。

②外電路中，電子是從_________電極流出（填“NiO”或“Pt”）．

③Pt電極上的電極反應(yīng)式為________________________。

（3）一種新型催化劑用于NO和CO的反應(yīng)：2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化劑的比表面積可提高該反應(yīng)速率，為了驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分條件已經(jīng)填在下表中。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	t（℃）	NO初始濃度 （mol/L）	CO初始濃度（mol/L）	催化劑的比表面積（m2/g）
Ⅰ	280	1.2×10﹣3	5.80×10﹣3	82
Ⅱ	280	1.2×10﹣3	b	124
Ⅲ	350	a	5.80×10﹣3	82

①請(qǐng)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：a ___________。

②能驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率規(guī)律的是實(shí)驗(yàn)____________（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。

③實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，NO的物質(zhì)的量濃度c（NO）隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示，其中表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ的是曲線_______（填“甲”或“乙”）。

（4）在容積固定的絕熱容器中發(fā)生反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2，不能說明已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________（不定項(xiàng)選擇）；

A．容器內(nèi)混合氣體溫度不再變化 B．容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變

C．2υ逆(NO)=υ正(N2) D．容器內(nèi)混合氣體密度保持不變

Answer 1

【答案】吸收 180 氧化 NiO O2+4e﹣=2O2﹣ 1.2×10﹣3 Ⅰ和Ⅲ 乙 CD

【解析】

（1）由圖可知，1molN2和1molO2完全反應(yīng)生成NO時(shí)，吸收的總能量大于放出的總能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

（2）原電池工作時(shí)，陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，由離子的定向移動(dòng)可知NiO極為原電池的負(fù)極，Pt極為原電池的正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)；

（3）由題意可知，該實(shí)驗(yàn)?zāi)框?yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意在其他量相同的情況下，才能判斷變量對(duì)速率的影響，要驗(yàn)證溫度對(duì)速率的影響，催化劑的比表面積、反應(yīng)物的初始濃度等要相同；同理驗(yàn)證催化劑的比表面積對(duì)速率的影響，溫度、反應(yīng)物的初始濃度要相同；

（4）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。

（1）由圖可知，1molN2和1molO2完全反應(yīng)生成NO時(shí)，反應(yīng)物化學(xué)鍵破壞吸收的總能量為946kJ +498kJ=1444kJ，生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量為2×632kJ=1264kJ，則反應(yīng)時(shí)需要吸收180kJ的熱量，故答案為：吸收；180；

（2）①原電池中，NiO為負(fù)極，電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化氮，故答案為：氧化；

②外電路中，電子由負(fù)極NiO極流出，經(jīng)導(dǎo)線流入正極Pt極，故答案為：NiO；

③原電池中，Pt電極為正極， O2在正極上發(fā)生還原反應(yīng)生成O2-，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣=2O2﹣，故答案為：O2+4e﹣=2O2﹣；

（3）①由表格數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ溫度相同，催化劑的比表面積不同，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證催化劑的比表面積對(duì)速率的影響，則溫度和反應(yīng)物的初始濃度要相同；實(shí)驗(yàn)I、Ⅲ催化劑的比表面積相同、溫度不同，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證溫度對(duì)速率的影響，則反應(yīng)物的初始濃度要相同；a應(yīng)該為1.2×10﹣3mol/L，故答案為：1.2×10﹣3；

②由表格數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)I、Ⅲ催化劑的比表面積相同，溫度不同，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證溫度對(duì)速率的影響，故答案為：Ⅰ和Ⅲ；

③因Ⅰ、Ⅱ催化劑的比表面積不同，溫度相同、反應(yīng)物的初始濃度，催化劑的比表面積對(duì)平衡移動(dòng)無影響，但Ⅱ的速率大，先達(dá)到化學(xué)平衡，故實(shí)驗(yàn)Ⅱ選曲線乙，故答案為：乙；

（4）A、因反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，容器內(nèi)混合氣體溫度會(huì)變化，當(dāng)溫度不再變化時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；

B、該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，當(dāng)容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)保持不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已達(dá)到平衡；

C、反應(yīng)已達(dá)到平衡，正逆反應(yīng)速率相等，υ逆(NO)= 2υ正(N2)，2υ逆(NO)=υ正(N2)說明反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)；

D、由質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器的體積不變，則容器內(nèi)混合氣體密度一直保持不變，混合氣體的密度不變不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；

不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的為CD，故答案為：CD。