Question

当今环境问题越来越受到人们的重视。汽车尾气中含有较多的NO和CO，两种气体均会使人体中毒。处理大气中的污染物，打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题。请回答下列问题

（1）用还原法将NO转化为无污染的物质。已知：

2C(s)+O₂(g)2CO △H₁=-221.0KJ/mol

N₂(g)+O₂(g)2NO △H₂=+180.5KJ/mol

2NO+C(s)CO₂(g)+N₂(g)  △H₃=-573.75KJ/mol

请写出CO与NO生成无污染气体CO₂与N₂的热化学方程式_______________________。

（2）在一定温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭，反应过程中测得各容器中c（NO）（mol/L）随时间（s）的变化如下表。

已知：三个容器的反应温度分别为T_甲= 500℃、T_乙= 500℃、T_丙= a℃

 甲容器中，该反应的平衡常数K=_______。丙容器的反应温度a _______500℃（填“˃”、“<”或“=”），理由是_______________________________。

（3）某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如图所示。

①若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为_________。

②在n（NO）/n（CO）=1的条件下，为更好的除去NO物质，应控制的最佳温度在_____K左右。

（4）利用电解原理也可以处理NO。下图为工业生产模拟装置。其中A、B为多孔电极（外接电源未画出），则B为___________极（填“正”“负”“阴”或“阳”，），A电极反应式为______________________。

Answer

2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol > 甲、丙容器中反应物起始量相同，丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短 NO的分解反应是放热反应，升高温度不利于正反应进行 870K（温度写到800K~900K之间均可） 阴极 SO2-2e⁻+2H2O= SO42⁻ +4H+

【解析】

(1)根据盖斯定律进行分析；

(2)根据三段式，计算出平衡时各物质的浓度，根据平衡常数计算公式K= 进行计算；根据温度对反应速率的影响规律进行分析；

(3)①根据温度对平衡移动的规律进行分析；

②在=1的条件下，根据图像可知，温度在870K左右分解率几乎达到100%；

(4)根据图示，A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42⁻，则A为阳极，发生氧化反应。

(1)已知：①2C(s)+O2(g)2CO △H1=-221.0kJ/mol

②N2(g)+O2(g)2NO △H2=+180.5kJ/mol

③2NO+C(s)CO2(g)+N2(g) △H3=-573.75kJ/mol

CO与NO生成气体CO2与N2的热化学方程式为2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H，根据盖斯定律可知2③-(①-②)可得目标反应方程式，所以△H=-573.75kJ/mol×2-(-221.0kJ/mol-180.5kJ/mol)=-746.0 kJ/mol，所以该反应的热化学方程式为：2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+ N2(g)△H=-746.0 kJ/mol；

(2)甲容器中，发生反应2NO(g)+C(s) CO2(g)+ N2(g)，根据容器中cNO) (mol/L)随时间(s)的变化，列三段式：

根据平衡常数的定义可知K==；

甲、丙容器中反应物起始量相同，丙容器达平衡的时间比甲容器达平衡的时间短，反应速率更快，故丙容器的反应温度a > 500℃；

(3)①根据图像可知，温度超过775K，升高温度， NO的分解率降低，平衡逆向移动，则NO的分解反应为放热反应；

②在 =1的条件下，根据图像可知，温度在870K左右分解率几乎达到100%，且再继续升高温度，分解率变化不大；

(4)根据图示，A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42-，则A为阳极，电极反应式是SO2-2e⁻+2H2O=SO42-+4H+，则B为阴极。