Question

NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(1)NO_x能形成酸雨，寫出NO₂轉化為HNO₃的化學方程式：__________________________。
(2)汽車發動機工作時會引發N₂和O₂反應，其能量變化示意圖如下：

①寫出該反應的熱化學方程式：_______________________________。
②隨溫度升高，該反應化學平衡常數的變化趨勢是____。
(3)在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器，可有效降低NO_x的排放。
①當尾氣中空氣不足時，NO_x在催化轉化器中被還原成N₂排出。寫出NO被CO還原的化學方程式：______________________________
②當尾氣中空氣過量時，催化轉化器中的金屬氧化物吸收NO_x生成鹽。其吸收能力順序如下：₁₂MgO＜₂₀CaO＜₃₈SrO＜₅₆BaO。原因是___________________________________________，
元素的金屬性逐漸增強，金屬氧化物對NO_x的吸收能力逐漸增強。
(4)通過NO_x傳感器可監測NO_x的含量，其工作原理示意圖如下：

①Pt電極上發生的是________反應(填“氧化”或“還原”)
②寫出NiO電極的電極反應式：______________________________________。

Answer 1

(1)3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO
(2)①N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol^－1　②增大
(3)①2CO＋2NON₂＋2CO₂
②根據Mg、Ca、Sr和Ba的質子數，得知它們均為ⅡA族元素。同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大
(4)①還原　②NO＋O^2－－2e^－=NO₂

(1)NO₂轉化為HNO₃的化學方程式為：3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO。
(2)①拆開化學鍵吸收能量，形成化學鍵釋放能量
N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)其ΔH計算方法如下
ΔH＝945 kJ·mol^－1＋498 kJ·mol^－1－2×630 kJ·mol^－1＝＋183 kJ·mol^－1
②該反應為吸熱反應，升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，化學平衡常數增大。
(3)①NO和CO發生反應生成N₂和CO₂，其化學方程式為2CO＋2NON₂＋2CO₂。
②分析₁₂MgO＜₂₀CaO＜₃₈SrO＜₅₆BaO的排列順序，不難發現上述四種氧化物對應金屬元素為ⅡA族元素，且質子數依次增大，電子層數依次增多，原子半徑依次增大，元素的金屬性逐漸增強，結合元素周期表的知識，作出合理的解釋。
(4)由圖示可知發生原電池反應為2NO＋O₂=2NO₂，NO為還原劑，O₂為氧化劑，O₂在Pt電極電子發生還原反應：O₂＋4e^－=2O^2－。NO在NiO電極上失電子發生氧化反應：NO＋O^2－－2e^－=NO₂。