Question

汽车尾气中含有 CO、NO 等有害气体。

(1)依据下图计算可知该反应生成 1 mol NO 的能量变化为________________kJ，属于_________反应(填“吸热”、或“放热”)。

(2)通过 NO 传感器可监测汽车排放尾气中 NO 含量，其工作原理如图所示。据此回答：

①NiO电极为___________ (填“正极”或“负极”)。

②Pt电极上发生的电极反应式为_________________________。

③当电路中有 2 mol 电子发生转移时，NO 被消耗________________g。

(3)一种新型催化剂能使 NO 和 CO 发生反应：2NO＋2CO⇌2CO₂＋N₂。已知 增大催化剂的比表面积可提高该反应速率，为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分条件已经填在下表中。

实验编号	T℃	NO初始浓度(mol/L)	CO初始浓度(mol/L)	催化剂的比表面积(m^2/g)
I	280	1.20×10^-3	5.80×10^-3	82
II	280	1.20×10^-3	b	124
III	350	a	5.80×10^-3	82

①请将表中数据补充完整：a________________；b________________。

②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验是_________________(填实验编号)。

③实验Ⅰ和实验Ⅱ中，NO 的物质的量浓度 c(NO)随时间 t 的变化曲线如图所示， 其中表示实验Ⅱ的是曲线 _____________________ (填“甲”或“乙”)。

Answer

90 吸热 负极 O2＋4e-＝2O2- 30 1.20×10-3 5.80×10-3 Ⅰ和Ⅲ 乙

【解析】

(1)1molN2和1molO2的化学键断裂形成N原子和O原子吸收总能量=946kJ+498kJ=1444kJ，N原子和O原子形成2molNO放出总能量=2×632kJ=1264kJ，所以该反应生成1molNO吸收=90kJ能量，故答案为：90；吸热；

(2)①由图可知，NO在NiO电极失电子变为NO2，NiO为负极，故答案为：负极；

②由图可知，O2在Pt电极得电子变为O2-，电极反应式为：O2＋4e-＝2O2-，故答案为：O2＋4e-＝2O2-；

③负极电极反应为式为：2NO+2O2--4e-=2NO2，因此，当电路中有 2 mol 电子发生转移时，NO 被消耗1mol，质量为1mol×30g/mol=30g，故答案为：30；

(3)①因Ⅰ、Ⅱ催化剂的比表面积不同，则应控制温度相同，所有浓度应控制相同来验证催化剂比表面积对速率的影响，Ⅰ、Ⅲ比表面积相同，温度不同，则所有浓度应控制相同来验证反应温度对速率的影响，故答案为：1.20×10－3；5.80×10－3； 

②能验证温度对化学反应速率影响规律的实验应控制其它条件相同，温度不同，符合条件的是实验Ⅰ和实验Ⅲ，故答案为：Ⅰ和Ⅲ；

③因Ⅰ、Ⅱ温度相同，催化剂对平衡移动无影响，则平衡不移动，但Ⅱ的催化剂的比表面积较大，反应速率大，则Ⅱ先达到化学平衡，则表示实验Ⅱ的是曲线乙，故答案为：乙。