Question

汽车尾气中的主要污染物是NO、NO₂和CO。为减轻大气污染，人们提出通过以下反应来处理汽车尾气：

[研究一]用NaOH溶液吸收NO、NO₂，

⑴当n(NO)﹕n(NO₂)=1时只生成一种盐，这种盐的化学式为__________

⑵当只有NO₂时，生成两种盐：2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O。若NaOH溶液恰好完全吸收NO₂后溶液显碱性，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是：___________。

[研究二]一定条件将CO和NO转化为无污染产物：2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g)  △H

⑶已知：2C(s)+O₂(g)＝2CO(g)；△H₁=－221.0KJ/mol

C(s)+O₂(g)＝CO₂(g)；△H₂=－393.5KJ/mol

N₂(g)+O₂(g)＝2NO(g)；△H₃=＋180.5KJ/mol。

则△H=______

⑷T℃下，在固定容积的密闭容器中，通入一定量NO和CO，用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
c(NO) 10^−^4 mol/L	10.0	4.50	2.00	1.50	1.00	1.00
c(CO) 10^−^3 mol/L	3.60	3.05	2.80	2.75	2.70	2.70

①该条件下，2s内N₂的平均反应速率v(N₂)=_____________

②若往容器中加入一定量生石灰，CO平衡转化率_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）

③其它条件不变，只适当升高温度，则4s时，c(NO)=c₁mol/L，则c₁可能是_______

a．1.10×10^﹣3 b．1.25×10^﹣4 c．1.00×10^﹣4 d．9.00×10^﹣5

【研究三】测定汽车尾气中CO的含量

⑸用CO分析仪测定：该分析仪的工作原理类似于燃料电池，其中电解质是能传导O^2﹣的Y₂O₃和ZrO₂晶体，负极的电极反应式为____________。

⑹用五氧化二碘（I₂O₅）固体氧化定量检测：I₂O₅+5CO＝I₂+5CO₂

抽取10L汽车尾气，用足量I₂O₅吸收，然后配成100mL溶液，量取其中的20.00mL溶液，用0.0050mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定，三次平行实验平均消耗Na₂S₂O₃溶液的体积为20.00mL，已知：2Na₂S₂O₃+I₂=Na₂S₄O₆+2NaI，则尾气中c(CO)=___________

Answer

NaNO2c(Na+)、 c (NO3–) 、c (NO2-) 、c (OH–)、 c (H+)﹣746.5KJ/mol2.00×10-4 mol·L–1·s-1增大bCO + 2O2–﹣2e﹣= CO32– 或 CO + O2–﹣2e–= CO21.25×10–4 mol/L

【解析】

⑴当n(NO)﹕n(NO2)=1时只生成一种盐，说明NO中N元素化合价升高，NO2中化合价降低，产物的化合价为+3，发生反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O，则这种盐的化学式为NaNO2 ；

⑵若NaOH溶液恰好完全吸收NO2后溶液显碱性，说明NO2-水解，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是 c(Na+)＞ c (NO3–) ＞c (NO2-) ＞c (OH–)＞ c (H+) ；

⑶已知①2C(s)+O2(g)＝2CO(g)；△H1=－221.0KJ/mol、②C(s)+O2(g)＝CO2(g)；△H2=－393.5KJ/mol、③N2(g)+O2(g)＝2NO(g)；△H3=＋180.5KJ/mol；根据盖斯定律可知②×2-①-③可得2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ，则△H=(－393.5KJ/mol)×2-(－221.0KJ/mol)-(＋180.5KJ/mol)=﹣746.5KJ/mol；

⑷①该条件下，2s内NO的平衡反应速率为=4.00×10-4 mol·L–1·s-1，N2的平均反应速率v(N2)=4.00×10-4 mol·L–1·s-1=2.00×10-4 mol·L–1·s-1；

②若往容器中加入一定量生石灰，CaO能和CO2反应生成CaCO3，降低CO2的浓度，促进平衡正向进行，CO平衡转化率增大；

③已知2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) 正方向是放热反应，其它条件不变，只适当升高温度平衡逆向移动，c(NO)增大，c1可能是1.25×10﹣4mol·L–1，答案为b；

⑸CO在负极发生氧化反应和O2–结合生成CO2或CO32-，的电极反应式为CO + 2O2–﹣2e﹣= CO32– 或 CO + O2–﹣2e–= CO2 ；

⑹已知5CO~~~~I2~~~~~2Na2S2O3，滴定是消耗Na2S2O3的物质的量为0.0050mol/L×0.02L=0.1×10-3mol，则尾气中CO的物质的量为0.1×10-3mol××=1.25×10–3 mol，尾气中c(CO)=1.25×10–3 mol÷10L=1.25×10–4 mol/L。