Question

NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。

(1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉化為HNO3的化學方程式：__________________________。

(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下：

 

①寫出該反應的熱化學方程式：_______________________________。

②隨溫度升高，該反應化學平衡常數的變化趨勢是____。

(3)在汽車尾氣系統中裝置催化轉化器，可有效降低NOx的排放。

①當尾氣中空氣不足時，NOx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：______________________________

②當尾氣中空氣過量時，催化轉化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。原因是___________________________________________，

元素的金屬性逐漸增強，金屬氧化物對NOx的吸收能力逐漸增強。

(4)通過NOx傳感器可監測NOx的含量，其工作原理示意圖如下：

 

①Pt電極上發生的是________反應(填“氧化”或“還原”)

②寫出NiO電極的電極反應式：______________________________________。

 

Answer 1

(1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO

(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1　②增大

(3)①2CO＋2NON2＋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

(4)①還原　②NO＋O2－－2e－=NO2

【解析】(1)NO2轉化為HNO3的化學方程式為：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。

(2)①拆開化學鍵吸收能量，形成化學鍵釋放能量

N2(g)＋O2(g)=2NO(g)其ΔH計算方法如下

ΔH＝945 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×630 kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol－1

②該反應為吸熱反應，升高溫度，化學平衡向正反應方向移動，化學平衡常數增大。

(3)①NO和CO發生反應生成N2和CO2，其化學方程式為2CO＋2NON2＋2CO2。

②分析12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO的排列順序，不難發現上述四種氧化物對應金屬元素為ⅡA族元素，且質子數依次增大，電子層數依次增多，原子半徑依次增大，元素的金屬性逐漸增強，結合元素周期表的知識，作出合理的解釋。

(4)由圖示可知發生原電池反應為2NO＋O2=2NO2，NO為還原劑，O2為氧化劑，O2在Pt電極電子發生還原反應：O2＋4e－=2O2－。NO在NiO電極上失電子發生氧化反應：NO＋O2－－2e－=NO2。