Question

（11分）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NO_x、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。
（1）已知：N₂(g)+ O₂(g)="2NO(g)" △H="+180.5" kJ·mol^－1
2C(s)+ O₂(g)="2CO(g)        " △H=－221.0 kJ·mol^－1
C(s)+ O₂(g)=CO₂(g)         △H=－393.5 kJ·mol^－1
①尾气转化的反应之一：2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g) △H＝            。
②已知：N₂、O₂分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol^—1、497 kJ·mol^—1，则NO分子中化学键的键能为  　　　　　   kJ·mol^—1。
（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时，按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：
①前3s内的平均反应速率v (N₂) = _________________________。
②在该温度下，反应的平衡常数K =      　　　    。（只写出计算结果）
③该可逆反应△S  0（填“>”、“<”或“＝”），在_______________（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行。
（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O^2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是     

A．负极的电极反应式为： CO+O2—―2e-＝CO2

B．工作时电极b作正极，O2-由电极a流向电极b

C．工作时电子由电极a通过传感器流向电极b

D．传感器中通过的电流越大，尾气中CO的含量越高

Answer 1

（1）①-746.5 kJ·mol^－1（2分）　　②631.25（2分）
（2）①1.42×10^－4 mol/(L·s) （2分） ②5000（2分）  ③＜，低温（2分，各1分）
（3）B　（1分）

（1）①按顺序将三个热化学方程式编号为①②③，根据盖斯定律③×2-①-②可得2NO(g)+2CO(g)=N₂(g)+2CO₂(g) △H＝-746.5 kJ·mol^－1。
②631.25
（2）①v (N₂) =v (NO) = ×=1.42×10^－4mol·L^－1·s^－1
②反应至4s达平衡，此时
c（N₂）=△c（NO）=×（10.0×10^－4 mol·L^－1-1.00×10^－4 mol·L^－1）=4.50×10^－4 mol·L^－1
c（CO₂）=△c（NO）=10.0×10^－4 mol·L^－1-1.00×10^－4 mol·L^－1=9.00×10^－4 mol·L^－1
故化学平衡常数为：K=
==5000L·mol^－1。
（3）该燃料电池的正极反应为：O₂+4e^－=2O^2－，生成的O^2－由b极向a极迁移，在a极参与负极反应：CO+O^2—―2e^-＝CO₂，故B项错误。