Question

汽車尾氣中NO_x的消除及無害化處理引起社會廣泛關注。

（1）某興趣小組查閱文獻獲得如下信息：

N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H=+180.5kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)) △H=―483.6kJ/mol

則反應2H₂(g)+2NO(g)=2H₂O(g)+N₂(g) △H=           。

（2）該小組利用電解原理設計了如圖1裝置進行H₂還原NO的實驗[高質子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H⁺)為介質，金屬鈀薄膜做電極]。

鈀電極A為   極，電極反應式為               。

（3）氨法催化還原NO原理如下：

主反應：4NO(g)+4NH₃(g)+O₂(g) 4N₂(g)+6H₂O(g)   (△H <0)

副反應：4NH₃(g)+3O₂(g)2N₂(g)+6H₂O(g)

4NH₃(g)+ 4O₂(g)2N₂O(g)+6H₂O(g)

4NO(g)+4NH₃(g)+3O₂(g)4N₂O(g)+6H₂O(g)

有關實驗結論如圖2、圖3所示，據此回答以下問題：

①催化還原NO應控制n(NH₃)/n(NO)的最佳值為             ，理由是            。

②主反應平衡常數表達式：K=                        ，隨著溫度的增加，K將   (選填“增加”、 “減小”或“不變”。

③影響N₂O生成率的因素有           、氧氣濃度和            。

 

Answer 1

【答案】

（1）―664.1kJ/mol (2分)

（2）陰極(2分)   2NO+4H⁺+4e^—=N₂↑+2H₂O (2分)

（3）①1 (1分)   n(NH₃)/n(NO)小于1時，NO脫除率不高，n(NH₃)/n(NO)大于1時，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加（ 3分）

②(2分)      減小(2分)

③溫度(1分)     n(NH₃)/n(NO) (1分)(本題兩空答案順序可顛倒)

【解析】

試題分析：（1）根據蓋斯定律，將第2個反應減去第1個反應可得，△H=―664.1kJ/mol；（2）由原電池原理可知，內電路中陽離子移向正極，讀圖可知，鈀電極A為正極、鈀電極B為負極；由電子、電荷、原子均守恒可知，酸性環(huán)境下正極發(fā)生的還原反應式為2NO+4H⁺+4e^—=N₂↑+2H₂O；（3）①讀圖、對比可知，n(NH₃)/n(NO)小于1時，NO脫除率不高，n(NH₃)/n(NO)大于1時，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，因此n(NH₃)/n(NO)的最佳值為1；②由反應式可知，K=；由于△H<0，正反應放熱，升溫平衡左移，K減��；結合題中信息可知，影響N₂O生成率的因素有溫度、n(NH₃)/n(NO) 和氧氣濃度。

考點：考查蓋斯定律、原電池、化學平衡等相關知識。