Question

目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝－574 kJ·mol^－1

②CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol^－1

③H₂O(g)＝H₂O(l) ΔH＝－44．0 kJ·mol^－1

写出CH₄ (g)与NO₂ (g)反应生成N₂ (g) ,CO₂(g)和H₂O(l)的热化学方程 式_____________________

（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s)＋2NO(g) N₂(g)＋CO₂(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T^。C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据       是_______

A．容器内CO₂的浓度保持不变

B．v_正（N₂）=2 v_正（NO）

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

②在T^。C时．该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；

③在30    min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______

（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂,其反应为：

2CO＋2NO N₂＋2CO₂  ΔH<0 研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反 应速率的影响规律、某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。

 

①上表中:a=_______,b=________,e=________

②请在给出的坐标图中，画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号

 

Answer

（1） CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－955 kJ·mol－1。

（2） ①BC②0．56③减小CO2浓度

（3） ①280   1．20×10-3      5．80×10-3 ②

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律可知，①＋②＋③即得到CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－955 kJ·mol－1。（2） ①在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项B正确；根据方程式可知，反应前后体积是不变的，所以压强始终是不变的，则a不能说明；b中反应速率的方向相反，但不能满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变化的；②反应进行到40min时，各种物质的浓度不再发生变化，说明反应已经达到平衡状态，则该反应的平衡常数K＝＝；③由表中的数据可以看到，在40min的时候，NO的浓度变小，说明反应向右进行，则N2和CO2增加，结果是只有N2增加，而CO2反而变小，只能说明是由于减小 CO2的浓度造成反应向右进行，且向右进行使CO2增加的量没有比CO2减小的量多。（3）①因Ⅰ、Ⅱ比表面积不同，则应控制温度相同，所有浓度应控制相同来验证催化剂比表面积对速率的影响；Ⅱ、Ⅲ比表面积相同，温度不同，则所有浓度应控制相同来验证反应温度对速率的影响；故答案为：280； 1．20×10-3；5．80×10-3；②因Ⅰ、Ⅱ温度相同，催化剂对平衡移动无影响，则平衡不移动，但Ⅱ的速率大，则Ⅱ先达到化学平衡，Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同；而Ⅲ的温度高，则反应速率最大且平衡逆移，即达到化学平衡时c（NO）增大，故答案为：

考点：本试题考查了热化学方程式的书写，探究影响化学反应速率的因素；物质的量或浓度随时间的变化曲线；化学平衡的计算．