问题标题:
【汽车尾气中排放的NxOy和CO,科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H1(1)已知:CO的燃烧热△H2=-283kJ•moL-1.几种化学键的键能数据如下:化】
问题描述:
汽车尾气中排放的NxOy和CO,科学家寻找高效催化剂实现大气污染物转化:
2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H1
(1)已知:CO的燃烧热△H2=-283kJ•moL-1.几种化学键的键能数据如下:
. |
(2)CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池(石墨为电极),若放电后电解质溶液中离子浓度大小顺序为
c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-),则负极的反应式为___;
(3)在一定温度下,向2L的密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO,在催化剂作用下发生反应
4CO(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+4CO2(g)△H<0,相关数据如下:
c(NO2) | 2.0 | 1.7 | 1.56 | 1.5 | 1.5 |
c(N2) | 0 | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 0.25 |
②能说明上述反应达到平衡状态的是___
A.2n正(NO2)=n逆(N2) B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.气体密度不变D.容器内气体压强不变
③20min时,向容器中加入1.0molNO2和1.0molCO,在t1时刻再次达到平衡时,NO2的转化率比原平衡时___(填“变大”、“变小”或“不变”).
④计算此温度下的化学平衡常数K=___
⑤在上述平衡的基础上,在时间t2、t3时改变反应的某一条件,反应速率的变化如图所示,则在t3时刻改变的反应条件是:___;在时间15-20,t1-t2,t2-t3,t4-t5时的平衡常数分别为K1、K2、K3、K4,请比较各平衡常数的大小关系:___.
池元成回答:
(1)焓变=反应物键能总和-生成物键能总和,则反应①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=945kJ/mol+498kJ/mol-630kJ/mol×2=+183kJ•moL-1,CO的燃烧热△H2=-283kJ•moL-1,即2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol②,②-①得到2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),所以2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),△H1=-566kJ/mol-183kJ•moL-1=-749kJ•moL-1,
故答案为:-749kJ•moL-1;
(2)CO与空气在KOH溶液中构成燃料电池中,负极上CO发生失电子的氧化反应,根据离子浓度大小关系,得到电极反应式为;2CO-2e-+3OH-=HCO3-+H2O,故答案为:2CO-2e-+3OH-=HCO3-+H2O;
(3)①根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比,v(CO)=4v(N2)=4×0.22-0.1510-5
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