Question

【題目】Ⅰ．汽車尾氣排放的NOX和CO污染環境，在汽車尾氣系統中安裝催化轉化器，可有效降低NOX和CO的排放。

已知：①2CO(g)+O2(g)2CO2(g), △H=-566.0kJ·mol-1

②N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5 kJ·mol-1

回答下列問題：

（1）CO的燃燒熱為___________，若1molN2(g)、1molO2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收946kJ、498kJ的能量，則1molNO(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為___________kJ。

（2）為了模擬反應2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)在催化轉化器內的工作情況，控制一定條件，讓反應在恒容密閉容器中進行，用傳感器測得不同時間NO和CO的濃度如表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
c(NO)/(10-4 kJ·mol-1)	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c(CO)/(10-3kJ·mol-1)	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

①前2s內的平均反應速率v(N2)___________。

②能說明上述反應達到平衡狀態的是___________。

A．2n(CO2)=n(N2) B．混合氣體的平均相對分子質量不變

C．氣體密度不變 D．容器內氣體壓強不變

（3）在某恒容容器中發生下列反應：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，將一定量的NO2放入恒容密閉容器中，測得其平衡轉化率隨溫度變化如圖所示。

該反應為___________反應(填“吸熱”或“放熱”)，已知圖中a點對應溫度下，NO2的起始壓強P0為120kPa，計算該溫度下反應的平衡常數Kp的值為___________。(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。

Ⅱ．N2H4-O2燃料電池是一種高效低污染的新型電池，其裝置如圖所示：

N2H4的電子式為___________；a極的電極反應方程式為___________；

Answer 1

【答案】 283kJ·mol-1 631.8 1.875×10-4mol/L·s) BD 吸熱 81 N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O

【解析】Ⅰ（1）已知：①2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=-566.0kJ·mol-1，則CO的燃燒熱為566.0kJ =283kJ·mol-1；設1 mol NO(g) 分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為x，由反應②可知，946 kJ＋498 kJ－2x＝＋180.5 kJ，得x＝631.8kJ，即1 mol NO(g) 分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為631.75 kJ；（2）①根據化學反應速率之比等于計量數之比，由表中數據可知，前2s內的平均反應速率v(N2) = v(NO)= ；②A、2n(CO2)=n(N2)，反應開始時二氧化碳和氮氣的量為0，根據化學計量，反應過程中生成的量始終為2n(CO2)=n(N2)，無法判斷是否達到平衡狀態，選項A錯誤；B、該反應是氣體體積縮小的反應，反應達到平衡狀態前氣體的物質的量始終不變，則氣體的平均摩爾質量也發生變化，當容器內混合氣體的平均相對分子質量保持不變時，說明達到了平衡狀態，選項B正確；C、容器內混合氣體的密度保持不變：該反應中氣體的體積不變、質量不變，根據ρ=可知，氣體的密度始終不變，選項C錯誤；D、該反應是氣體體積縮小的反應，反應達到平衡狀態前氣體的物質的量始終不變，則壓強也發生變化，當容器內壓強保持不變時，說明達到了平衡狀態，選項D正確；答案選BD；（3）根據圖中信息可知，溫度升高平衡轉化率增大，則升高溫度平衡向正反應方向移動，正反應為吸熱反應；

2NO2(g)2NO(g)+O2(g)

起始 P0 0 0

反應 0.6P0 0.6P0 0.3P0

平衡 0.4P0 0.6P0 0.3P0

K=；

Ⅱ．N2H4的電子式為；N2H4在a極失電子產生氮氣，電極反應方程式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。