Question

汽車尾氣中含有CO、NO₂等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉化成無毒氣體．
（1）汽油在不同空/燃比（空氣與燃油氣的體積比）時尾氣的主要成分不同，空/燃比較小時的有毒氣體主要是

 

（填化學式）．
（2）人們把拆開1mol化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能．
已知：N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ?mol^-1、497kJ?mol^-1．
查閱資料獲知如下反應的熱化學方程式：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+68kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
①一定條件下，N₂與O₂反應生成NO或NO₂均能夠自發進行，其原因是

 

；NO分子中化學鍵的鍵能為

 

kJ?mol^-1．
②CO與NO₂反應的熱化學方程式為4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△H=

 

．對于該反應，溫度不同（T₂＞T₁）、其他條件相同時，下列圖象正確的是

 

（填代號）．

Answer 1

分析：（1）空/燃比較小時，燃料不能充分燃燒，則生成CO；
（2）①凡是△S＞0的反應都有利于反應的自發進行，舊鍵斷裂吸收的能量減去新鍵生成釋放的能量值即為化學反應所吸收的能量，結合N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ?mol^-1、497kJ?mol^-1，N₂（g）+O₂（g）=2NO（g），△H=+180kJ?mol^-1可以計算NO分子中化學鍵的鍵能；
②據蓋斯定律，利用后三個化學方程式就可以求出反應的焓變；焓變小于0，為放熱反應，升高溫度，反應向著逆向進行．

解答：解：（1）當空/燃比較小時，汽油中的碳發生不完全燃燒產生一氧化碳，有毒，
故答案為：CO；
（2）①根據影響反應能否自發進行的因素有△S、△H，凡是△S＞0和△H＜0的反應都有利于反應的自發進行，N₂與O₂反應生成NO或NO₂時的△S＞0，根據N₂、O₂分子中化學鍵的鍵能分別是946kJ?mol^-1、497kJ?mol^-1以及反應N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol^-1可設NO分子中化學鍵的鍵能為X，則有：946kJ?mol^-1+497kJ?mol^-1-2X=180kJ?mol^-1得：X=631.5kJ?mol^-1，
故答案為：△S＞0；631.5；
 ②已知N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180kJ?mol^-1，N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H₂=+68kJ?mol^-1，2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H₃=-221kJ?mol^-1，C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₄=-393.5kJ?mol^-1，根據蓋斯定律，化學方程式為4CO（g）+2NO₂（g）=4CO₂（g）+N₂（g）△H=4△H₄-2△H₃-△H₂=-1200 kJ?mol^-1，該反應為放熱反應，升高溫度，正逆反應速率均增大，離開原來的速率點，故甲錯誤，
升高溫度，反應向著逆向進行，反應物的轉化率減小，反應速率加快，故乙正確，
壓強不變，升高溫度，反應逆向進行，一氧化氮的體積分數增大，故丙錯誤，
故選乙；
故答案為：-1200kJ?mol^-1；乙．

點評：本題考查了蓋斯定律、外界條件對可逆反應平衡移動的影響，首先根據蓋斯定律確定反應熱，再結合溫度對反應速率、平衡移動的影響來分析解答，難度中等．