Question

雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：

①N₂(g)+O₂(g) 2NO(g) △H₁＝ a kJ·mol^-1

②CO(g)+1/2 O₂(g)CO₂(g) △H₂＝ c kJ·mol^-1

③2CO(g)+2NO(g)N₂(g)+2CO₂(g) △H₃

请回答下列问题：

（1）△H₃=_________kJ·mol^-1(用含a、b的代数式表示)。

（2）对于有气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应①的平衡常数表达式Kp＝___________。

（3）能说明反应③已达平衡状态的标志是________(填字母)。

A．单位时间内生成1mol CO₂的同时消耗了lmol CO

B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变

C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化

D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变

（4）在一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③。在t₁时刻达到平衡，此时n(CO)=xmol，n(NO)=2xmol，n(N₂)=ymol，则NO的平衡转化率为______________ (用含x、y的代数式表示)；再向容器中充入ymolCO₂和xmolNO，则此时v(正)_____________ (填“>”、“<”或“=”)v(逆)。

（5）烟气中也含有氮氧化物，C₂H₄可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu^2＋负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图所示。为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度约为____________，Cu^2＋负载量为__________________。

Answer

（1）2b-a(2分)；（2） (1分)

（3）CD (2分)；（4）(2分)；=(2分)；

（5）350℃（300～400℃之间）（1分）；3%（1分）。

【解析】

试题分析：（1）②×2-①，可得2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=(2b-a) kJ·mol-1；（2）对于有气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应①N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常数表达式Kp＝；（3）A．在任何时刻内，单位时间内生成1mol CO2的同时必消耗了lmol CO，反应正向进行，不能判断反应处于平衡状态，错误； B．由于该反应混合物都是气体，气体的质量不变，容器的容积不变，所以在任何时刻在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变，故不能据此判断反应处于平衡状态，错误；C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化，说明反应的温度不变，反应处于平衡状态，错误；D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变，则NO的物质的量不变，反应处于平衡状态，正确。（4）在一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③。在t1时刻达到平衡，此时n(CO)=xmol，n(NO)=2xmol，n(N2)=ymol，反应消耗NO的物质的量是2y，则NO的平衡转化率为2y ÷(2x+2y)×100％=；该反应的化学平衡常数K=[c2(CO2)·c(N2)]÷[c2(CO)·c2 (NO)]=y3/x4V；再向容器中充入ymolCO2和xmolNO，则Qc=[c2(CO2)·c(N2)]÷[c2(CO)·c2 (NO)]=y3/x4V=K，所以此时v(正) =v(逆)。（5）烟气中也含有氮氧化物，C2H4可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2＋负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如图1所示。根据图示可知在350℃时达到最高的NO去除率， Cu2＋负载量为3%。

考点：考查盖斯定律的应用、反应平衡状态的判断、化学平衡常数的应用及反应条件的控制等知识。