Question

汽车尾气是城市空气的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等．（1）NOx产生的原因之一

汽车尾气是城市空气的主要污染物之一，其主要有害成分是CO、氮氧化物（NOx）等．（1）NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应，其能量变化值如图1所示，则：N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=______．（2）汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题．某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如图2．①NO与CO混存时，相互反应的化学方程式为______．②1000K，n(NO)n(CO)=5：4时，NO的转化率为75%，则CO的转化率约为______．③由于n(NO)n(CO)在实际过程中是不断变化的，保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在______K之间．（3）汽车尾气中NOx有望通过燃料电池实现转化．已经有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料电池，其原理如图3．①图中石墨Ⅱ为电池的______极．②在该电池使用过程中，石墨I电极上的产物是氧化物Y，其电极反应式为______．（4）甲醇也可用于燃料电池．工业上采用反应CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0合成甲醇．①在恒容密闭反应器中，H2的平衡转化率与温度、压强的关系如图4所示，则A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小关系为______．②某高温下，将6molCO2和8mol H2充入2L密闭容器中发生反应，达到平衡后测得c（CO2）=2.0mol?L-1，则该温度下反应的平衡常数值为______．

Answer 1

（1）该反应中的反应热=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以其热化学反应方程式为：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ?moL^-1，
故答案为：+183 kJ?moL^-1；
（2）①NO与CO混存时法术防御生成氮气和二氧化碳，反应的化学方程式为：2CO+2NO=N₂+2CO₂；
故答案为：2CO+2NO=N₂+2CO₂； 
②2CO+2NO=N₂+2CO₂
    5      4   0   0
   5×75%  5×75%
一氧化碳转化率=

5×75%

4

×100%=93.75%
故答案为：93.75%；
 ③根据图象分析n（NO）/n（CO）=1时，在相同温度下氮气的转化率最高；n（NO）/n（CO）=1时，温度在800K-900K左右一氧化氮的转化率最高；
故答案为：800-900；
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃制成了燃料电池，二氧化氮在负极失电子发生氧化反应，石墨1电极为负极，氧气在正极发生还原反应，石墨2为正极，电池使用过程中，石墨I电极上的产物是氧化物Y，可以循环使用为二氧化氮气体，电极反应为 NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；
故答案为：正；NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；
（4）①平衡常数只受温度影响，B、C处于等温线上，平衡常数相等，由图可知，C点温度高于AB点，反应是放热反应，温度越高平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：K_A=K_B＞K_C；
②将6molCO₂和8mol H₂充入2L密闭容器中发生反应，达到平衡后测得c（CO₂）=2.0mol?L^-1，依据化学平衡三段式列式计算；
                  CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L）     3      4           0         0
变化量（mol/L）    1        3          1         1
平衡量（mol/L）    2        1           1        1
则该温度下反应的平衡常数值=

1×1

2×13

=

1

2

=0.5；
故答案为：0.5．