Question

【題目】以NOx為主要成分的霧霾的綜合治理是當前重要的研究課題。

(1) N2O是一種強溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研究N2O的分解對環境保護有重要意義。碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應歷程為：

第一步I2(g)→2I(g)(快反應)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反應)

實驗表明，含碘時N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k為速率常數)。下列表述正確的是__________。

A．N2O分解反應中：分解速率與是否含碘蒸氣有關 B．第三步對總反應速率起決定作用

C．第二步活化能比第三步小 D．IO為反應的催化劑

(2)汽車尾氣中含有較多的氮氧化物和不完全燃燒的CO，汽車三元催化器可以實現降低氮氧化物的排放量。汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在催化劑的作用下轉化成兩種無污染的氣體。如，

反應I：2CO +2NO → N2+2CO2 △H1； 反應II：4CO +2NO2 → N2+4CO2 △H2<0。

針對反應I:①已知：反應N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.0kJ·mol1，若CO的燃燒熱為-283.5kJ·moll 則反應I的△H1=_________kJ·mol1。

②若在恒容的密閉容器中，充入2molCO和1molNO，發生反應I，下列選項中不能說明該反應已經達到平衡狀態的是_______。

A.CO和NO的物質的量之比不變 B.混合氣體的密度保持不變

C.混合氣體的壓強保持不變 D.2v（N2）正=v（CO）逆

（3）根據原電池原理和電解原理進行如圖回答。請回答： 用如圖所示裝置進行實驗(K閉合)．

①Zn極為________極；實驗過程中，SO42-________(填“從左向右”、“從右向左”或“不”)移動。

②y極的電極反應現象為________；

③寫出生活中對鋼閘門的一種電化學保護方法________________________。

④有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以N2、H2為電極反應物，以HClNH4Cl為電解質溶液制取新型燃料電池，請寫出該電池的正極反應式______________________。

Answer 1

【答案】A -747.0 B 負 從右向左 有黃綠色氣體生成 犧牲陽極的陰極保護法或外加電流的陰極保護法 N2+6e-+8H+= 2NH4+

【解析】

(1) A．由題干給與信息，碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，故A正確；

B．第二步反應為慢反應，對總反應速率起決定性作用，故B錯誤；

C．第二步反應為慢反應，第三步反應為快反應，第二步活化能比第三步大，故C錯誤；

D．催化劑不參與化學反應，反應結束時，催化劑仍保持原來的性質，根據第二步和第三步的反應IO是中間產物，故D錯誤；

答案選A。

(2) ①根據已知條件①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.0kJ·mol1，②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H4=-567kJ·moll，根據蓋斯定律，②-①得2CO(g) +2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H1=-747.0kJ·mol1；

答案為：-747.0；

②A.當達到平衡時，體系內各組分的含量保持不變的狀態，CO和NO的物質的量之比不變，即為 CO和NO的物質的量保持不變，故A正確；

B. 反應I為純氣體體系，反應前后氣體總質量保持不變，恒容條件下，混合氣體體積始終不變，混合氣體的密度始終保持不變，不能判斷反應達到平衡，故B錯誤

C.反應I反應先后氣體體積減小的體系，反應后體系氣體壓強減小，當混合氣體的壓強保持不變，可以說明反應達到平衡，故C正確。

D.v（N2）正：v（CO）逆= 1:2，不同物質正逆反應速率之比等于計量系數之比，反應達到平衡狀態，故D正確；

答案選B。

(3) ①左端是原電池，金屬鋅是負極，銅是正極，電解質里的陰離子移向負極，即從右向左；

故答案為：負；從右向左；

②右端是電解池，y是陽極，發生氯離子失電子的氧化反應，有黃綠色氣體氯氣生成，銅電極是正極，發生還原反應：Cu2++2e=Cu，

故答案為：有黃綠色氣體生成；

③寫出生活中對鋼閘門的一種電化學保護方法：在鐵閘門上鑲嵌比鐵活潑的金屬，即犧牲陽極的陰極保護法或對鐵閘門通電將鐵閘門與電源負極項鏈，即外加電流的陰極保護法

故答案為：犧牲陽極的陰極保護法或外加電流的陰極保護法；

④以N2、H2為電極反應物，以HClNH4Cl為電解質溶液制取新型燃料電池，N2在正極發生還原反應生成NH4+，電極反應式為N2+6e-+8H+= 2NH4+，

故答案為：N2+6e-+8H+= 2NH4+。