Question

【題目】天空不是垃圾場(chǎng)，污染氣體不能隨便排，研究大氣污染氣體的處理方法具有重要意義。

(1)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w。已知：

①CO(g)+NO2(g)＝NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1 (a＞0)

②2CO(g)+2NO(g)＝N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1 (b＞0)

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反應(yīng))的整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為_________ kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。

(2) 已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：

①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) △H=-870.3kJ/mo1

②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mo1

③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mo1

請(qǐng)寫出H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式______________________________________。

(3)通過(guò)NO傳感器可監(jiān)測(cè)汽車尾氣中NO的含量，其工作原理如下圖所示：

①NiO電極上發(fā)生的是_______________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。

②Pt電極上的電極反應(yīng)式為_______________。

(4)一種新型催化劑能使NO和CO發(fā)生反應(yīng)：2NO＋2CO 2CO2＋N2。已知增大催化劑的比表面積可提高該反應(yīng)速率。為了驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下表中。

實(shí)驗(yàn) 編號(hào)	t(℃)	NO初始濃度 (mol/L)	CO初始濃度 (mol/L)	催化劑的比表面積(m2/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請(qǐng)把表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：A_______________；B_______________。

②能驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響規(guī)律的是實(shí)驗(yàn)_______________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。

③實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，NO的物質(zhì)的量濃度c(NO)隨時(shí)間t的變化曲線如下圖所示，其中表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ的是曲線_________(填“甲”或“乙”)。

Answer 1

【答案】0.075(2a+b) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJmol-1 氧化 O2+4e-=2O2- 1.20×10-3 5.80×10-3 I III 乙

【解析】

(1)先根據(jù)蓋斯定律計(jì)算NO2氧化CO至CO2的熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反應(yīng))的整個(gè)過(guò)程中放出的熱量。

(2)氫氣的燃燒熱是1mol氫氣燃燒生成1mol液態(tài)水放出的能量，根據(jù)蓋斯定律計(jì)算H2的燃燒熱。

(3) ①根據(jù)圖示NiO電極上NO生成NO2；

②根據(jù)圖示Pt電極上是氧氣得電子生成O2-；

(4)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋�研究催化劑表面積對(duì)速率的影響；實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ對(duì)比，研究溫度對(duì)速率的影響；催化劑只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡發(fā)生移動(dòng)。

(1)①CO(g)+NO2(g)＝NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1 (a＞0)

②2CO(g)+2NO(g)＝N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1 (b＞0)

根據(jù)蓋斯定律①×2＋②得 4CO(g)+2 NO2(g) ＝N2(g)+4CO2(g) △H=-(2a +b)kJ·mol-1；標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LNO2的物質(zhì)的量是0.15mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反應(yīng))的整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為 0.075(2a+b) kJ；

(2) 氫氣的燃燒熱是1mol氫氣燃燒生成1mol液態(tài)水放出的能量；

①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) △H=-870.3kJ/mo1

②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mo1

③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mo1

根據(jù)蓋斯定律③×+ ①×- ②得H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJmol-1；

(3) ①根據(jù)圖示NiO電極上NO生成NO2，氮元素化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)；

②根據(jù)圖示Pt電極上是氧氣得電子生成O2-，電極反應(yīng)式是O2+4e-=2O2-；

(4) ① 實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ�，研究催化劑表面積對(duì)速率的影響，根據(jù)控制變量法，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中CO的初始濃度相同，所以B是5.80×10－3；實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ對(duì)比，研究溫度對(duì)速率的影響，根據(jù)控制變量法，實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅲ中NO的初始濃度相同，所以A是1.20×10－3；

②實(shí)驗(yàn)I、 III的溫度不同，所以能驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響規(guī)律的是實(shí)驗(yàn)I 、III；

③催化劑表面積越大，反應(yīng)速率越快，所以表示實(shí)驗(yàn)Ⅱ的是曲線乙。