Question

氮的氧化物是大气污染物，可以通过以下方法处理:

I.催化还原法:在汽车排气管上安装一个催化转化器，发生反应:

2NO(g) + 2CO(g) N₂(g) + 2CO₂(g)   △H₁

(1)已知:①N₂(g) +O₂(g)2NO(g)     △H₂=+180kJ/mol

②CO与O₂ 反应相关的化学键键能数据如下:

化学键	O=O	C=O	C≡O
键能/(kJ/mol)	497	803	1072

则△H₁=__________。

(2)在一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入2 molNO、1molCO，10min时反应2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)达到平衡状态，反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示:

①该反应的平衡常数K=______(结果保留3位有效数字)；前10min内用氮气表示的平均反应速率为______。

②若保持其他条件不变，15min时再向该容器中充入少量N₂，则此时反应的v_正______ v_逆(填“>”、“=”或“<”)，原因是____________。

③若保持其他条件不变，15min时压缩容器的容积至0.5L，20min时反应重新达到平衡，则此时NO的浓度对应的点应是图1中的______(填字母)。

④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂，NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如图2 所示。若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是______。

II.利用电化学原理，将NO₂、O₂ 和熔融KNO₃制成燃料电池，其原理如图3。

(3)该电池在工作过程中NO₂转变成绿色硝化剂Y，Y 是一种氧化物，可循环使用，石墨I附近发生的电极反应式为______。相同条件下，消耗的O₂ 和NO₂ 的体积比为______。

Answer

-751kJ/mol 0.0347 0.02 mol/(L·min) < 生成物浓度增大，平衡逆向移动 B NO的分解反应为放热反应，升高温度有利于反应逆向进行 NO2- e-+ NO3-= N2O5 1:4

【解析】(1)将上面两个热化学方程式相加可得：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=△H1+ △H2，根据反应的焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能有△H1+180 kJ/mol

=（497+1072×2-4×803）kJ/mol，所以△H1=-751 kJ/mol。

(2) ①由图象1可知，平衡时CO物质的量浓度为0.6mol/L，所以CO的物质的量浓度减少0.4mol/L，则平衡时NO的物质的量浓度为2mol/L-0.4mol/L=1.6mol/L，N2和CO2的物质的量浓度分别为0.2mol/L和0.4mol/L，所以K= =0.0347；v(N2)=0.2mol/L÷10min=0.02 mol/(L·min)

②15min时反应已达平衡，再向该容器中充入少量N2，生成物的浓度增大，逆反应速增大，正反应速率不变，平衡逆向移动，故v正