Question

汽車尾氣中NO_x的消除及無害化處理引起社會廣泛關注．
（1）某興趣小組查閱文獻獲得如下信息：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
則反應2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=

 

．
（2）該小組利用電解原理設計了如圖1裝置進行H₂還原NO的實驗[高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷（能傳遞H⁺）為介質(zhì)，金屬鈀薄膜做電極]．鈀電極A為

 

極，電極反應式為

 

．
（3）氨法催化還原NO原理如下：
主反應：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）（△H＜0）
副反應：4NH₃（g）+3O₂（g）?2N₂（g）+6H₂O（g）
4NH₃（g）+4O₂（g）?2N₂O（g）+6H₂O（g）
4NO（g）+4NH₃（g）+3O₂（g）?4N₂O（g）+6H₂O（g）
有關實驗結論如圖2、圖3所示，據(jù)此回答以下問題：

①催化還原NO應控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值為

 

，理由是

 

．
②主反應平衡常數(shù)表達式：K=

 

，隨著溫度的增加，K將

 

（選填“增加”、“減小”或“不變”）．
③影響N₂O生成率的因素有

 

、氧氣濃度和

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡建立的過程,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)已知反應和蓋斯定律，可得目標反應的△H；
（2）根據(jù)在鈀電極A的反應物和生成物，可知發(fā)生還原反應，利用守恒配平即得電極反應式；
（3））①由圖3可知，n（NH₃）/n（NO） 小于1時，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，故催化還原NO應控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值為1；
②根據(jù)主反應的方程式：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g），得平衡常數(shù)表達式；因為正反應放熱，所以升高溫度平衡逆向移動，K將減小；
③根據(jù)平衡移動的規(guī)律、反應的方程式和圖2、圖3可知，影響N₂O生成率的因素．

解答： 解：（1）根據(jù)已知反應：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180.5kJ/mol-----①
                   2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol-----②
根據(jù)蓋斯定律，則反應2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）可由②-①得到，則△H=△H₂-△H₁=-664.1kJ/mol，
故答案為：-664.1kJ/mol；
（2）在鈀電極A，NO 轉化為N₂ ，發(fā)生還原反應，故為陰極，根據(jù)已知反應物和生成物，利用守恒配平即得電極反應式為2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O，
故答案為：陰； 2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O
（3））①由圖3可知，n（NH₃）/n（NO） 小于1時，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，催化還原NO應控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值為1，
故答案為：1；n（NH₃）/n（NO）小于1時，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加
②根據(jù)主反應的方程式：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g），得平衡常數(shù)表達式：K=

c6(H2O)c4(N2)

c(O2)c4(NH3)c4(NO)

，因為正反應放熱，所以隨著溫度的增加，平衡逆向移動，K將減小，
故答案為：

c6(H2O)c4(N2)

c(O2)c4(NH3)c4(NO)

；減小
③根據(jù)反應的方程式和圖2、圖3可知，影響N₂O生成率的因素有 溫度、氧氣濃度和n（NH₃）/n（NO）．n（NH₃）/n（NO） 小于1時，NO脫除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1時，NO脫除率增加不明顯且N₂O生成率明顯增加，
故答案為：溫度； n（NH₃）/n（NO）．

點評：本題結合一些新信息考查了蓋斯定律的應用、電化學、化學平衡等知識，綜合性較強．