Question

在汽車上安裝三效催化轉化器，可使汽車尾氣中的主要污染物（CO、NO_x、碳氫化合物）進行相互反應，生成無毒物質，減少汽車尾氣污染．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
尾氣轉化的反應之一：2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△H=

 

．
（2）某研究性學習小組在技術人員的指導下，按下列流程探究某種催化劑在不同空燃比（空氣與燃油氣的質量比）條件下對汽車尾氣的催化效果．

①實驗過程中除空燃比不同外，其他條件：汽車尾氣的流速、

 

等必須相同．
②在一定條件下，測得尾氣中的主要污染物的轉化率與空燃比的關系如圖1所示．空燃比約為

 

時，催化劑對汽車尾氣的催化效果最好．

（3）CO分析儀以燃料電池為工作原理，其裝置如2圖所示，該電池中電解質為氧化釔-氧化鈉，其中O^2-可以在固體介質NASICON中自由移動．
下列說法錯誤的是

 

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A．負極的電極反應式為：CO+O^2--2e^-=CO₂
B．工作時電極b作正極，O^2-由電極a流向電極b
C．工作時電子由電極a通過傳感器流向電極b
D．傳感器中通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高．

Answer 1

分析：（1）根據方程式的加減得出NO與CO催化轉化成N₂和CO₂的化學方程式，焓變相應的加減，從而得出其反應熱；
（2）①探究某種催化劑在不同空燃比（空氣與燃油氣的質量比）條件下對汽車尾氣的催化效果，必須控制其它條件相同；
②由圖象分析，NO和CO的轉化率越高，催化效果越好；
（3）該裝置是原電池，負極上一氧化碳失電子發生氧化反應，正極上氧氣得電子發生還原反應，原電池放電時電子從負極流向正極，陰離子向負極移動，一氧化碳的含量越大，原電池放電時產生的電流越大．

解答：解：（1）N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol①
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol②
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol ③
方程式③×2-②-①得NO （g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）
所以△H=（-393.5kJ/mol）×2-（-221.0kJ/mol）-（+180.5kJ/mol）=-746.5 kJ/mol，
故答案為：-746.5 kJ/mol； 
（2）①探究某種催化劑在不同空燃比（空氣與燃油氣的質量比）條件下對汽車尾氣的催化效果，必須控制其它條件相同，即汽車尾氣的流速，催化反應的溫度相同，故答案為：催化反應的溫度；
②由圖象可知，在c點時NO和CO的轉化率最高，催化效果最好，故答案為：c；
（3）A．該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負極，負極上一氧化碳失電子發生氧化反應，電極反應式為：CO+O^2--2e^-═CO₂，故A正確；
B．工作時電極b作正極，O^2-由電極b流向電極a，故B錯誤；
C．該裝置是原電池，通入一氧化碳的電極a是負極，通入空氣的電極是正極，原電池放電時，電子從負極a通過傳感器流向電極b，故C正確；
D．一氧化碳的含量越大，原電池放電時產生的電流越大，故D正確；
故答案為：B．

點評：本題考查較為綜合，涉及蓋斯定律的應用、原電池原理、圖象分析等問題，題目難度中等，注意加強對圖象的分析能力的培養．