汽车在现代生活中扮演着越来越重要的角色，但其尾气（碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳等）带来的环境污染越来越明显，机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。

Question

汽车在现代生活中扮演着越来越重要的角色，但其尾气（碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳等）带来的环境污染越来越明显，机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。

（ 1 ）在汽车尾气系统中安装催化转换器，可有效减少尾气中的 CO 、 NOx 和碳氢化合物等废气。

已知： N ₂ (g) ＋ O ₂ (g)=2NO(g)                 △ H ₁ = ＋ 180kJ/mol

CO(g) ＋ 1/2O ₂ (g)= CO ₂ (g)             △ H ₂ = － 283kJ/mol

2NO(g) ＋ 2CO(g) = 2CO ₂ (g) ＋ N ₂ (g)   △ H ₃

则 △ H ₃ =                kJ·mol ^{－ 1} 。

（ 2 ） 气缸中生成 NO 的反应为 ： N ₂ (g)+O ₂ (g)  2NO(g)   △ H ＞ 0

① 汽车启动后，气缸内温度越高，单位时间内 NO 排放量越大，原因是         。

② 1mol 空气中含有 0.8molN ₂ 和 0.2molO ₂ ， 1300 ℃ 时在含 1mol 空气的密闭容器内反应达到平衡，测得 NO 为 8×10 ^{－ 4} mol 。计算该温度下的平衡常数 K≈        。

（ 3 ）尾气中的 CO 主要来自于汽油不完全燃烧。

① 有人设想按下列反应除去 CO ： 2CO(g)=2C(s)+O ₂ (g)  △ H =+221kJ·mol ^{－ 1} ，简述该设想能否实现的依据：             。

② 测量汽车尾气的浓度常用电化学气敏传感器，其中 CO 传感器可用下图简单表示，则阳极发生的电极反应为           。

（ 4 ）汽车尾气中的 CO 可转化为甲烷 ， 方程式为 CO(g)+3H ₂ (g) CH ₄ (g)+H ₂ O(g) 。其他条件相同时 ， H ₂ 的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。

① 该反应的 △ H       0 （填 “ ＜ ” 、 “ ＝ ” 或 “ ＞ ” ）。

    ② 实际生产中采用图中 M 点而不是 N 点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由 ________________________ 。

Answer 1

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