Question

為了防止或減少機(jī)動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對空氣的污染，人們采取了很多措施。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g) △H＜0，
若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t₁時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是        （填代號）。
（下圖中υ_正、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

（2）機(jī)動車尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原NO_X可以消除氮氧化物的污染。已知：
CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g) △H＝－867 kJ/mol      ①
2NO₂(g)N₂O₄(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol       ②
H₂O(g) ＝ H₂O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol       ③
寫出CH₄催化還原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式：                 。
（3）用NH₃催化還原NO_X也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH₃作還原劑，煙氣以一定的流速通過催化劑，通過測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而可確定煙氣脫氮率，反應(yīng)原理為：NO(g) +NO₂(g)+2NH₃(g)2N₂(g) + 3H₂O(g)。

①該反應(yīng)的△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②對于氣體反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(p_B)代替物質(zhì)的量濃度(c_B)也可以表示平衡常數(shù)（記作K_P），
則上述反應(yīng)的K_P＝                       。
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理見圖，石墨I(xiàn)為電池的       極。  該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為            。

（5）硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO和NO₂）可用尿素〔CO(NH₂)₂〕溶液除去。反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設(shè)NO、NO₂體積比為1︰1）的質(zhì)量為          g。

Answer 1

（1）B D      （各1分，共2分，選錯不得分）
（2）CH₄(g)＋N₂O₄(g)=N₂(g)＋2H₂O(l)＋CO₂(g)  △H=" —898.1kJ/mol" （2分）
（3）①<（2分）  ②P(N₂)²P(H₂O)³/P(NO)P(NO₂)P(NH₃)²（2分）
（4）負(fù) （2分）  NO₂＋NO₃^－ －e^－ ＝N₂O₅ （2分）
（5）76g（2分）

試題分析：（1）可逆反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時正逆反應(yīng)速率不再變化，所以A錯誤；該物質(zhì)的濃度在化學(xué)平衡時保持不變，所以K不再變化，B正確；對于恒容容器而言，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變，所以C錯誤；平衡時NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變，正確，所以答案選BD；
（2）根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)方程式=①-②+③×2，所以CH₄催化還原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式為CH₄(g)＋N₂O₄(g)=N₂(g)＋2H₂O(l)＋CO₂(g)  △H= —898.1kJ/mol；
（3）據(jù)圖可知，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡后繼續(xù)升溫，脫氮率降低，說明升溫，平衡逆向移動，所以正向是放熱反應(yīng)，△H<0；根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式，用平衡壓強(qiáng)表示的平衡常數(shù)為K_P＝P(N₂)²P(H₂O)³/P(NO)P(NO₂)P(NH₃)²
（4）在該反應(yīng)中，二氧化氮中氮元素化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以石墨I(xiàn)為電池的的負(fù)極，該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，則Y是N₂O₅，電極反應(yīng)式為NO₂＋NO₃^－ －e^－ ＝N₂O₅；
（5）NO和NO₂與尿素〔CO(NH₂)₂〕反應(yīng)生成無污染物質(zhì)是氮氣、二氧化碳、水，化學(xué)方程式為
NO+NO₂+CO(NH₂)₂=2N₂＋2H₂O＋CO₂，所以1 mol尿素能吸收NO和NO₂的物質(zhì)的量是1mol，其質(zhì)量為76g。