Question

近年来我国汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物．在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ/mo1
2C（s）+O₂（g）═2CO（g）△H=-221.0kJ/mo1
2（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mo1
尾气转化的反应之一：2NO（g）+2CO（g）═N₂（g）=2CO₂（g）△H=______．
（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时，按如图所示的流程探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间/s		1	2	3	4	5
c（NO）	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
c（CO）	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）；
①前2s内的平均反应速率v（N₂）=______．
②在该温度下，反应的平衡常数K=______L•mo1^-1（写出计算结果）．
③对于该可逆反应，通过综合分析以上信息，至少可以说明______（填字母）
A．该反应的反应物混合后很不稳定
B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成
C．该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小
D．该反应在一定条件下能自发进行
E．该反应使用催化剂意义不大
（3）为节约能源，减少污染，该研究小组继续探究一种高铁电池，这是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K₂FeO₄+8H₂O3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4KOH，该电池放电时负极反应式为______，每有1mo1K₂FeO₄被还原，转移电子的物质的量为______，充电时阳极反应式为______．

Answer

（1）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变；
（2）①根据化学反应速率v=求出NO的化学反应速率，然后根据速率之比等于化学计量数之比；
②根据三段式计算各物质的平衡浓度，然后根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积来求出；
③根据化学反应的速率和方向知识进行回答；
（3）放电时，Zn为负极，失去电子，发生电极反应：Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；
根据K2FeO4中铁的化合价由+6变化为+3，化合价降低3；
正反应中Fe元素的化合价降低，K2FeO4为正极，则充电时为阳极，发生氧化反应：2Fe（OH）3+10OH--6e-=2FeO42-+8H2O．
【解析】
（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ•mol-1
②2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ•mol -1
③C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ•mol -1
得出反应2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）的△H=-180.5kJ•mol -1+221.0kJ•mol -1+2（-393.5kJ•mol -1）=-746.5 kJ•mol-1，
故答案为：-746.5kJ•mol-1；
（2）①前2s内的平均反应速率v （NO）==3.75×10-4mo•L-1•s-1，v（N2）=v（NO）=1.875×10-4mo•L-1•s-1，
故答案为：1.875×10-4mo•L-1•s-1；
 ②2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）
初始浓度：10×10-4  3.6×10-3mol      0        0
变化浓度：9×10-4      9×10-4      9×10-4    9×10-4 
平衡浓度：1×10-4      2.7×10-3   9×10-4    9×10-4 
平衡常数K==5000，
故答案为：5000；
③A．该反应的反应物混合后很稳定，故A错误；
B．该反应一旦发生，将在很短的时间内完成，故B正确；
C．该反应进行的程度大，反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小，故C正确；
D．该反应的判据△H-T△S＜0，在一定条件下能自发进行，故D正确；
E．该反应使用催化剂能加快反应速率，故E错误；
故选：BCD；
（4）放电时，Zn为负极，失去电子，发生电极反应：Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；
K2FeO4中铁的化合价由+6变化为+3，化合价降低3，所以每有1mo1K2FeO4被还原，转移电子的物质的量为3mo1，
正反应中Fe元素的化合价降低，K2FeO4为正极，则充电时为阳极，发生氧化反应：Fe（OH）3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O；
故答案为：Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2；3mo1；Fe（OH）3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O．