Question

16．NO_x是汽車尾氣中的主要污染物之一．
（1）NO_x能形成酸雨，寫出NO₂轉化為HNO₃的化學方程式：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO．
（2）汽車發動機工作時會引發N₂和O₂反應，其能量變化示意圖如圖1：則N₂和O₂生成1molNO所吸收的熱量為：183kJ．
（3）在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器，可有效降低NO_X的排放．
①當尾氣中空氣不足時，NO_X在催化轉化器中被還原成N₂排出．寫出NO被CO還原的化學方程式：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
②當尾氣中空氣過量時，催化轉化器中的金屬氧化物吸收NO_X生成鹽．其吸收能力順序如下：₁₂MgO＜₂₀CaO＜₃₈SrO＜₅₆BaO．原因是根據Mg、Ca、Sr和Ba的質子數，得知它們均為ⅡA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，元素的金屬性逐漸增強，金屬氧化物對NO_X的吸收能力逐漸增強．
（4）通過NO_x傳感器可監測NO_x的含量，其工作原理示意圖如圖2所示：
①Pt電極上發生的是還原反應（填“氧化”或“還原”）．
②寫出NiO電極的電極反應式：NO+O^2--2e^-=NO₂．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮；
（2）根據能量變化圖計算反應熱，反應熱=吸收的能量-放出的能量，再根據熱化學反應方程式的書寫規則書寫，從而求N₂和O₂生成1molNO所吸收的熱量；
（3）①NO被CO還原，則CO被NO氧化生成二氧化碳，據此寫出反應方程式；
②原子半徑越大，其吸收范圍越大，則吸收能力越強；
（4）①得電子的物質發生還原反應；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應生成二氧化氮．

解答 解：（1）二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，反應方程式為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案為：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）①該反應中的反應熱=（945+498）kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，所以其熱化學反應方程式為：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+183 kJ•moL^-1，所以1molNO所吸收的熱量為183 kJ，
故答案為：183；
②該反應的正反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，生成物濃度增大，反應物濃度減小，所以平衡常數增大，
故答案為：增大；
（3）①在催化劑條件下，一氧化碳被氧化生成二氧化碳，一氧化氮被還原生成氮氣，所以其反應方程式為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案為：2CO+2NO $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
②根據Mg、Ca、Sr和Ba的質子數，得知它們均為ⅡA族元素．同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大，原子半徑越大，反應接觸面積越大，則吸收能力越大，
故答案為：根據Mg、Ca、Sr和Ba的質子數，得知它們均為ⅡA族元素，同一主族的元素，從上到下，原子半徑逐漸增大．
（4）①鉑電極上氧氣得電子生成氧離子而被還原，
故答案為：還原；
②NiO電極上NO失電子和氧離子反應生成二氧化氮，所以電極反應式為：NO+O^2--2e^-=NO₂，
故答案為：NO+O^2--2e^-=NO₂．

點評 本題涉及化學反應方程式、熱化學反應方程式、電極反應式的書寫等知識點，注意反應熱的計算方法，為易錯點．