问题标题:
燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一.消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题.(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)
问题描述:
燃煤和汽车尾气是造成空气污染产生雾霾的原因之一.消除汽车尾气是减少城市空气污染的热点研究课题.
(1)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g)△H=-283kJ•mol-1
则汽车尾气中NO和CO在催化转化器中相互反应成无污染的气体的热化学方程式是___.
(2)在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示.
已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率.若催化剂的表面积S1>S2,在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线.
(3)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图2所示:
①有害气体NO的转化率为___,0~15min NO的平均速率v(NO)=___mol/(L•min).(保留两位有效数字)
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是___(选填序号).
a.缩小容器体积b.增加CO的量 c.降低温度 d.扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将____移动(选填“向左”、“向右”或“不”),移动后在达到平衡时的平衡常数的值是___(保留两位有效数字).
(4)汽车尾气中的SO2和过氧化氢可设计成酸性原电池,请写出它的正极反应的方程式___
查峰回答:
(1)由①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ•mol-1
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g)△H=-283kJ•mol-1
2×②-①得:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g))△H=-746.5kJ•mol-1,
故答案为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g))△H=-746.5kJ•mol-1;
(2)接触面积越大反应速率越快,到达平衡的时间越短,催化剂的表面积S1>S2,S2条件下达到平衡所用时间更长,但催化剂不影响平衡移动,平衡时二氧化碳的浓度与温度T2到达平衡时相同,故c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线为:,
故答案为:;
(3))①0~15min△C(N2)=0.2mol/L,同一可逆反应中,各物质浓度变化之比等于其计量数之比,所以△C(NO)=2△C(N2)=0.4mol/L,NO的转化率=0.4mol/L2.0mol2L
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