Question

（16分）进入秋冬季节后，郑州市频现雾霾天气，给人们的出行带来极大的不便和危害，人们“谈霾色变”。目前郑州市汽车保有量达230万量，汽车尾气的污染是引起雾霾的主要因素之一，NO和CO是汽车尾气的主要污染物。

（1）一定条件下，NO₂与SO₂反应生成SO₃和NO两种气体：NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO₂、SO₂气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是                。

a．体系压强保持不变                 

b．混合气体颜色保持不变

c．SO₃和NO的体积比保持不变         

d．每消耗1molSO₂的同时生成1molNO

（2）气缸中生成NO的反应为：N₂(g)＋O₂(g)=2NO(g)  △H＞0，汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是                                    。假设空气中N₂和O₂的体积比为4︰1，1300℃时，1mol空气在某密闭容器内反应达到平衡时，测得NO为8×10^－4mol，该反应的平衡常数K≈                                   。

（3）汽车燃油不完全燃烧时生成CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=C(s)＋O₂(g) △H＞0，该设想能否实现？         （填“能”或“不能”），原因是                      。

（4）在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染，用化学方程式表示其原理：                                    。

（5）某科研机构设计传感器检测CO的含量，其工作原理示意图如下：

Pt电极上发生的是         反应（填“氧化”或“还原”）；

写出NiO电极的电极反应式                         。

Answer

（1）b;（2）升温，生成NO的速率加快，且平衡正向移动；4×10—6；（3）不能；△H＞0 △S＜0所以△H—T△S＜0； （4）2CO＋2NO N2＋2CO2（5）还原；CO＋O2－－2e－= CO2

【解析】

试题分析：（1）a.该反应是前后气体体积不发生变化的反应，故压强始终保持不变，a错误；二氧化氮是红棕色气体，故颜色不变可以判断达到平衡，b正确；SO3和NO的体积比始终按照1:1生成，保持不变，c错误；每消耗1molSO2的同时生成1molNO，只有正向速率没有逆向速率，d错误，答案选b；（2）气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是：升温，生成NO的速率加快，且平衡正向移动；假设空气中N2和O2的体积比为5：1，体积比等于物质的量之比，1300°C时，1mol空气中N2物质的量为5/6，O2的体积为1/6，在某密闭容器内反应达到平衡时，测得NO为5×10-4mol，依据化学平衡状态列式，反应前后系数不变可以用物质的量代替平衡浓度计算；该反应的平衡常数K=故答案为：温度升高，反应速率增大，平衡正向移动；4×10-6；（3）2CO（g）=2C（s）+O2（g），该反应是焓增、熵减的反应．根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现，故答案为：不能；该反应是熵减、焓增的反应，任何温度下均不能自发进行；（4）汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为2CO＋2NO N2＋2CO2；（5）铂电极上氧气得电子生成氧离子而被还原，NiO电极上CO失电子和氧离子反应生成二氧化碳，所以电极反应式为CO+O2--2e-=CO2，故答案为：还原；CO-2e-+O2-=CO2．

考点：化学平衡常数的含义