Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉化成無毒氣體．
（1）汽油在不同

空

燃

比（空氣與燃油氣的體積比）時尾氣的主要成分不同，

空

燃

比較小時的有毒氣體主要是

CO

（填化學式）．
（2）人們把拆開1mol化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能．
已知：N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ?mol^-1、497kJ?mol^-1．
查閱資料獲知如下反應的熱化學方程式：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+68kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
①一定條件下，N₂與O₂反應生成NO或NO₂均能夠自發(fā)進行，其原因是

△S＞0

；NO分子中化學鍵的鍵能為

631.5

kJ?mol^-1．
②CO與NO₂反應的熱化學方程式為4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△H=

-1200kJ?mol^-1

．對于該反應，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，下列圖象正確的是

乙

（填代號）．

（3）目前科學家設想將排放到空氣中CO₂轉化為有機物來有效實現(xiàn)碳循環(huán)，如：
A.6CO₂+6H₂O 

光合作用

C₆H₁₂O₆+6O₂     B．CO₂+3H₂

催化劑 .

△

CH₃OH+H₂O
C．CO₂+CH₄

催化劑

△

CH₃COOH             D.2CO₂+6H₂

催化劑

△

CH₃OCH₃+3H₂O
以上反應中原子利用率最高的是

C

，最節(jié)能的是

A

．某物質X的核磁共振氫譜只有一個峰，可與CO₂發(fā)生加聚反應生成可降解塑料，反應如下：，則X的結構簡式為

．

Answer 1

分析：（1）

空

燃

比較小時，汽油中的碳發(fā)生不完全燃燒產(chǎn)生一氧化碳；
（2）①凡是△S＞0的反應都有利于反應的自發(fā)進行，根據(jù)舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為化學反應所吸收的能量，結合N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ?mol^-1、497kJ?mol^-1，N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=+180kJ?mol^-1可以計算NO分子中化學鍵的鍵能；
②據(jù)蓋斯定律，利用后三個化學方程式就可以求出反應的焓變；焓變小于0，為放熱反應，升高溫度，反應向著逆向進行；
（3）化合反應中原子的利用率最高，光合作用將光能轉化為化學能，使化學反應節(jié)能，物質的核磁共振氫譜只有一個峰，說明物質中只有一種類型的氫原子．

解答：解：（1）當

空

燃

比較小時，汽油中的碳發(fā)生不完全燃燒產(chǎn)生一氧化碳，有毒，故答案為：CO；
（2）①根據(jù)影響反應能否自發(fā)進行的因素有△S、△H，凡是△S＞0和△H＜0的反應都有利于反應的自發(fā)進行，N₂與O₂反應生成NO或NO₂時的△S＞0，根據(jù)N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ?mol^-1、497kJ?mol^-1以及反應N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1可設NO分子中化學鍵的鍵能為X，則有：946kJ?mol^-1+497kJ?mol^-1-2X=180kJ?mol^-1得：X=631.5kJ?mol^-1，故答案為：△S＞0；631.5；
 ②已知N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180kJ?mol^-1，N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H₂=+68kJ?mol^-1，2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221kJ?mol^-1，C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₄=-393.5kJ?mol^-1，根據(jù)蓋斯定律，化學方程式為4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△H=4△H₄-2△H₃-△H₂=-1200 kJ?mol^-1，對于此放熱反應，升高溫度，正逆反應速率均增大，離開原來的速率點，故甲錯誤，升高溫度，反應向著逆向進行，反應物的轉化率減小，反應速率加快，故乙正確，壓強不變，升高溫度，反應逆向進行，一氧化氮的體積分數(shù)增大，故丙錯誤，故答案為：-1200kJ?mol^-1；乙；
（3）化合反應中原子的利用率最高，光合作用將光能轉化為化學能，使化學反應節(jié)能，物質的核磁共振氫譜只有一個峰，說明物質中只有一種類型的氫原子，該物質與CO₂發(fā)生加聚反應得到的產(chǎn)物去掉一個二氧化碳分子，即為物質的組成，故答案為：C、A、．

點評：本題目是一道綜合題，考查學生利用蓋斯定律計算熱化學方程式的焓變、化學平衡的移動等知識，難度較大．