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．根据下列示意图回答有关问题：

（1）汽车发动机工作时会引发N₂（g）+O₂（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）+O₂（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）⇌N₂（g）+xCO₂ （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；

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）⇌N₂（g）+2CO₂（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：

根据坐标图4，计算400K时该反应的平衡常数为　　．

答案

【考点】反应热和焓变；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算．

【分析】（1）△H=反应物的键能总和﹣生成物的键能总和；

（2）根据△H﹣T△H＜0来判断反应的自发性；

（3）A．增加排气管长度，增大了相当于增大了固体的接触面积，加快了化学反应速率，对平衡无影响；

B．增大尾气排放口，对反应速率和平衡不产生影响；

C．升高排气管温度，温度升高，平衡左移，不利于NO_x转化；

D．添加合适的催化剂，加快化学反应速率，对平衡无影响；

（4）①综合考虑NO的转化率和成本；

②汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析，开始的气体含量变化不大，说明温度低，催化剂的作用未起作用；

③结合表格中的浓度，利用三段法列出400K时平衡浓度，带入平衡常数表达式计算；根据外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响判断．

【解答】解：（1）设NO中氮氧键的键能为x，

△H=反应物的键能总和﹣生成物的键能总和=kJ•mol^﹣1﹣2×x=180kJ•mol^﹣1，解得x=632 kJ•mol^﹣1，

故答案为：632；

（2）2CO（g）=2C（s）+O₂（g）（△H＞0、△S＜0）是一个焓增、熵减的反应，任何情况下不能自发进行，所以无法消除CO的污染，

故答案为：不合理，该反应焓增、熵减，任何条件下都不能自发进行或该反应△H＞0，△S＜0则△G＞0；

（3）xC（s）+2NO_x（g）⇌N₂（g）+xCO₂ （g）△H=﹣b kJ•mol^﹣1．此反应为放热反应，

A．增加排气管长度，增大了相当于增大了固体的接触面积，加快了化学反应速率，故A正确；

B．增大尾气排放口，对反应速率和平衡不产生影响，故B错误；

C．升高排气管温度，温度升高，平衡左移，不利于NO_x转化，故C错误；

D．添加合适的催化剂，加快化学反应速率，故D正确；

故答案为：AD；

（4）①由图2可知，等压条件下，温度越低，NO的转化率越高，因此温度选400K，同温下，NO的转化率随着温度的升高变化不大，所以选用较为经济的1MPa，

故答案为：400K，1MPa：

②汽车冷启动时的尾气催化处理CO、NO百分含量随时间变化曲线变化分析，开始的气体含量变化不大，说明温度低，催化剂的作用未起作用；证明反应未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）；

故答案为：尚未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应的温度）；

③设400K达到平衡状态时，则

                       2NO（g）+2CO（g）⇌N₂（g）+2CO₂（g）．

初始浓度（10^﹣3mol•L^﹣1）：1      3.60     0         0

转化浓度（10^﹣3mol•L^﹣1）：0.9     0.9     0.45      0.9

平衡浓度（10^﹣3mol•L^﹣1）：0.1     2.7     0.45      0.9

K==5000L•mol^﹣1，

故答案为：5000L•mol^﹣1．