Question

汽车尾气中NO_x的消除及无害化处理引起社会广泛关注．
（1）某兴趣小组查阅文献获得如下信息：
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-483.6kJ/mol
则反应2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）△H=

 

．
（2）该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H₂还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H⁺）为介质，金属钯薄膜做电极]．钯电极A为

 

极，电极反应式为

 

．
（3）氨法催化还原NO原理如下：
主反应：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）（△H＜0）
副反应：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）
有关实验结论如图2、图3所示，据此回答以下问题：

①催化还原NO应控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值为

 

，理由是

 

．
②主反应平衡常数表达式：K=

 

，随着温度的增加，K将

 

（选填“增加”、“减小”或“不变”）．
③影响N₂O生成率的因素有

 

、氧气浓度和

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡建立的过程,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据已知反应和盖斯定律，可得目标反应的△H；
（2）根据在钯电极A的反应物和生成物，可知发生还原反应，利用守恒配平即得电极反应式；
（3））①由图3可知，n（NH₃）/n（NO） 小于1时，NO脱除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1时，NO脱除率增加不明显且N₂O生成率明显增加，故催化还原NO应控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值为1；
②根据主反应的方程式：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g），得平衡常数表达式；因为正反应放热，所以升高温度平衡逆向移动，K将减小；
③根据平衡移动的规律、反应的方程式和图2、图3可知，影响N₂O生成率的因素．

解答： 解：（1）根据已知反应：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H₁=+180.5kJ/mol-----①
                   2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H₂=-483.6kJ/mol-----②
根据盖斯定律，则反应2H₂（g）+2NO（g）=2H₂O（g）+N₂（g）可由②-①得到，则△H=△H₂-△H₁=-664.1kJ/mol，
故答案为：-664.1kJ/mol；
（2）在钯电极A，NO 转化为N₂ ，发生还原反应，故为阴极，根据已知反应物和生成物，利用守恒配平即得电极反应式为2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O，
故答案为：阴； 2NO+4H⁺+4e^-=N₂ +2H₂O
（3））①由图3可知，n（NH₃）/n（NO） 小于1时，NO脱除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1时，NO脱除率增加不明显且N₂O生成率明显增加，催化还原NO应控制

n(NH3)

n(NO)

的最佳值为1，
故答案为：1；n（NH₃）/n（NO）小于1时，NO脱除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1时，NO脱除率增加不明显且N₂O生成率明显增加
②根据主反应的方程式：4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g），得平衡常数表达式：K=

c6(H2O)c4(N2)

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

，因为正反应放热，所以随着温度的增加，平衡逆向移动，K将减小，
故答案为：

c6(H2O)c4(N2)

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

；减小
③根据反应的方程式和图2、图3可知，影响N₂O生成率的因素有 温度、氧气浓度和n（NH₃）/n（NO）．n（NH₃）/n（NO） 小于1时，NO脱除率不高，n（NH₃）/n（NO） 大于1时，NO脱除率增加不明显且N₂O生成率明显增加，
故答案为：温度； n（NH₃）/n（NO）．

点评：本题结合一些新信息考查了盖斯定律的应用、电化学、化学平衡等知识，综合性较强．