Question

汽车尾气中NO_x的消除及无害化处理引起社会广泛关注。

（1）某兴趣小组查阅文献获得如下信息：

N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)   △H=+180.5kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)) △H=―483.6kJ/mol

则反应2H₂(g)+2NO(g)=2H₂O(g)+N₂(g) △H=           。

（2）该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H₂还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H⁺)为介质，金属钯薄膜做电极]。

钯电极A为   极，电极反应式为               。

（3）氨法催化还原NO原理如下：

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

副反应：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)

有关实验结论如图2、图3所示，据此回答以下问题：

①催化还原NO应控制n(NH₃)/n(NO)的最佳值为             ，理由是            。

②主反应平衡常数表达式：K=                        ，随着温度的增加，K将   (选填“增加”、 “减小”或“不变”。

③影响N₂O生成率的因素有           、氧气浓度和            。

 

Answer 1

【答案】

（1）―664.1kJ/mol (2分)

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

（3）①1 (1分)   n(NH₃)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH₃)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N₂O生成率明显增加（ 3分）

②(2分)      减小(2分)

③温度(1分)     n(NH₃)/n(NO) (1分)(本题两空答案顺序可颠倒)

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，将第2个反应减去第1个反应可得，△H=―664.1kJ/mol；（2）由原电池原理可知，内电路中阳离子移向正极，读图可知，钯电极A为正极、钯电极B为负极；由电子、电荷、原子均守恒可知，酸性环境下正极发生的还原反应式为2NO+4H⁺+4e^—=N₂↑+2H₂O；（3）①读图、对比可知，n(NH₃)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH₃)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N₂O生成率明显增加，因此n(NH₃)/n(NO)的最佳值为1；②由反应式可知，K=；由于△H<0，正反应放热，升温平衡左移，K减小；结合题中信息可知，影响N₂O生成率的因素有温度、n(NH₃)/n(NO) 和氧气浓度。

考点：考查盖斯定律、原电池、化学平衡等相关知识。