1.
汽车尾气排放的一氧化碳、氮氧化物等气体已成为大气污染的主要来源.德国大众汽车尾气检测造假事件引起全世界震惊.根据下列示意图(如图1)回答有关问题:
(1)汽车发动机工作时会引发N
2(g)+O
2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol
-1,其能量变化示意图如下:
则NO中氮氧键的键能为
kJ•mol
-1.
(2)空燃比过小易产生CO.有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O
2(g)来消除CO的污染.判断该设想是否可行,并说出理由
.
(3)利用活性炭涂层排气管处理NO
x的反应为:xC(s)+2NO
x(g)⇌N
2(g)+xCO
2 (g)△H=-b kJ•mol
-1.若使NO
x更加有效的转化为无毒尾气排放,以下措施理论上可行的是
.
A.增加排气管长度 B.增大尾气排放口
C.升高排气管温度 D.添加合适的催化剂
(4)催化装置中涉及的反应之一为:2NO(g)+2CO(g)⇌N
2(g)+2CO
2(g).
①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系,得到图2所示的曲线.催化装置比较适合的温度和压强是
.
②测试某型号汽车在冷启动(冷启动指发动机水温低的情况下启动)时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图3所示.则前10s 内,CO和NO百分含量没明显变化的原因是
.
③研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了以下三组实验:
实验编号 | T(K) | NO初始浓度 (mol•L-1) | CO初始浓度 (mol•L-1) | 催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ | 400 | 1.00×10-3 | 3.60×10-3 | 82 |
Ⅱ | 400 | 1.00×10-3 | 3.60×10-3 | 124 |
Ⅲ | 450 | 1.00×10-3 | 3.60×10-3 | 124 |
根据坐标图4,计算400K时该反应的平衡常数为
;并在图中画出上表中的实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图(标明各条曲线的实验编号).