Question

【題目】（10分）近幾年全國各地都遭遇“十面霾伏”。其中機動車尾氣和燃煤產生的煙氣對空氣質量惡化貢獻較大。

⑴ 汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H＜0

若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態的是_________（填代號）。

（2）一定條件下氮氧化物和碳氧化物可以反應，已知2.24L(折算為標準狀況)N2O和CO的混合氣體在點燃條件恰好完全反應，放出bkJ熱量。生成的3種產物均為大氣組成氣體，并測得反應后氣體的密度是反應前氣體密度的倍。請寫出該反應的熱化學方程式_____________。

（3）電解法處理氮氧化物廢氣有較高的環境效益和經濟效益（圖中電極均為石墨）。

① NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見上方右圖。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應為________________________________。

② 電解NO制備NH4NO3原理如上方左圖所示。石墨III為_______極 ，石墨IV的電極反應式為___________。為使電解產物完全轉化為NH4NO3，需要補充的物質X的化學式為______。

Answer 1

【答案】 BD 4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1 NO2+NO3--e-═N2O5 陰 NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ NH3

【解析】試題分析：⑴根據平衡狀態的定義分析；（2）氮氧化物和碳氧化物在點燃條件恰好完全反應生成的3種產物均為大氣組成氣體，分別是N2、CO2、 O2；（3）① 通入NO2的電極為陽極，發生氧化反應，Y是N2O5；石墨III電極 ，發生還原反應；石墨IV電極 ；根據電子守恒分析為使電解產物完全轉化為NH4NO3，需要補充的物質X的化學式。

解析：⑴平衡時速率不再改變，故A不一定平衡；該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，平衡常數不變，說明溫度不變，故B一定平衡；平衡時物質濃度不再改變，故C一定不平衡；NO的百分含量不變，故D一定平衡；（2）氮氧化物和碳氧化物在點燃條件恰好完全反應生成的3種產物均為大氣組成氣體，分別是N2、CO2、 O2，反應后氣體的密度是反應前氣體密度的倍，說明氣體物質的量變為原來 ，設方程式為 ,若 ，則z=1；根據電子守恒 ，則x=4,y=2；所以方程式為4N2O+2CO = 4N2+2CO2 + O2，0.1 mol N2O和CO的混合氣體在點燃條件恰好完全反應，放出bkJ熱量,則6 mol混合氣體放熱60bkJ,故熱化學方程式為4N2O(g)+2CO(g)==4N2(g)+2CO2(g) + O2(g) △H=－60b kJ·mol－1（3）① 通入NO2的電極為陽極，發生氧化反應，Y是N2O5，電極反應為NO2+NO3--e-═N2O5；石墨III電極 ，發生還原反應，石墨III電極為陰極；石墨IV電極 ，電極反應式為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ ；根據電子守恒，兩電極生成銨根和硝酸根離子的比為3:5，所以為使電解產物完全轉化為NH4NO3，需要補充的物質X是NH3。