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二氧化硫和氮氧化物（NOx）对大气污染日趋严重，研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题，目前有很多种方法消除大气污染． （1）可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx，反应如下： CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ?mol-1 CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ?mol-1 则CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=______； （2）汽车尾气中的主要污染物有CO、NOx、碳氢化合物等，降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应： 2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0． 生成无毒物质，减少汽车尾气污染．若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，15分钟后达到平衡，反应过程中各物质的浓度变化如图1所示，则 ①前15s内的平均反应速率v （N2）=______（小数点保留3位）； ②该反应平衡常数K=______（小数点保留3位）； ③若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将______移动（填“向左”、“向右”或“不”）；20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如图1所示的变化，则改变的条件可能是______（填序号）； a 加入催化剂 b 降低温度 c 缩小容器体积 d 增加CO2的量 ④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2所示，该电池中电解质为氧化钇-氧化钠，其中O2-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 （4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常温下将SO2转化为SO42- 而实现对SO2的处理目的．其中Fe3+的最外层电子排布式为______；SO2的VSEPR模型名称为______；与SO2互为等电子体的离子有______． （5）N2O5是重要的硝化剂和氧化剂，可用电解法制备N2O5，如图3所示，N2O5在电解池的______（填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为______． |
参考解答
473***129
2025-05-07 08:54:28
| （1）①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1； ②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1； 依据盖斯定律计算①+②得到：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol； 故答案为：△H=-867 kJ/mol； （2）①图象分析，前15分钟达到平衡时，氮气浓度增大为0.2mol/L，所以前15s内的平均反应速率v （N2）=
故答案为：0.013 mol/（L?s）； ②依据图象分析，15分钟时达到平衡时氮气浓度为0.2mol/L，NO平衡浓度为0.8mol/L，一氧化碳浓度为0.6mol/L，二氧化碳浓度为0.4mol/L， 2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H＜0； 平衡常数K=
③若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，浓度分别为c（NO）=1.6mol/L，c（CO）=0.6mol/L+0.6mol/L=1.2mol/L，c（N2）=0.2mol/L+0.6mol/L=0.8mol/L，c（CO2）=0.4mol/L；Qc=
故答案为：不移动；b； ④2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．反应可知△S＜0； 依据△H-T△S＜0是自发进行的反应；△H＜0，△S＜0，满足条件△H-T△S＜0，应该在低温条件下进行可以自发进行， 故答案为：＜；低温； （3）A．该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO+O2--2e-═CO2，故A正确； B．工作时电极b作正极，O2-由电极b流向电极a，故B错误； C．该装置是原电池，通入一氧化碳的电极a是负极，通入空气的电极是正极，原电池放电时，电子从负极a通过传感器流向电极b，故C正确； D．一氧化碳的含量越大，原电池放电时产生的电流越大，故D正确； 故答案为：B； （4）铁是26号元素，其核外有26个电子，失去三个电子后和铁离子最外层电子排布式：3s23p63d5；SO2中S原子的价层电子对为
故答案为：3s23p63d5；平面三角形；NO2-； （5）从电解原理来看，N2O4制备N2O5为氧化反应，则N2O5应在阳极区生成，反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，故答案为：阳极；N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+． |
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