Question

某市对大气进行检测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5um的悬浮颗粒物）其主要来源为燃烧、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO₂、NO等进行研究具有重要意义。回答下列问题：

（1）已知：①CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)  ∆H=-890.3KJ/mol

②N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)  ∆H=+180KJ/mol

CH₄可用于燃烧脱硝，CH₄(g)+4NO(g)=CO₂(g)+2N₂(g)+2H₂O(l)  ∆H=_______________。

（2）汽车尾气中NO_x和CO的生成及转化

①已知气缸中生成NO的反应为：N₂(g)+O₂(g) 2NO(g)  ∆H＞0。汽车启动后，气缸温度较高，单位时间内NO排放量越大，原因是_______________________。

②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO；2CO(g)=2C(s)+O₂(g)已知反应的∆H＞0，简述该设想能否实现的依据_______________________。

③目前，在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染，其化学方程式为_______________。

（3）一定温度下，在密闭容器中反应2NO₂(g) N₂O₄(g)  ∆H=-57.20KJ/mol达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO₂转化率的是____________（填字母）

A．减小NO₂的浓度    B．降低温度    C．增加NO₂的浓度     D．升高温度

在一定温度和压强下，密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c(N₂O₄)=0.0120mol/L（已知2NO₂(g) N₂O₄(g)反应在该温度下的平衡常数K=40/3）。计算平衡时 NO₂物质的量浓度为________________。

Answer

（1）-1250.3KJ/mol

（2） ①温度越高，化学反应速率越快；温度升高，平衡正向移动

②否，该反应的∆H＞0且∆S＜0，任何温度下都不能自发进行。

③2CO+2NO=N2+2CO2

（3）bc ；c(NO2)=0.030mol/L。

【解析】

试题分析：（1）①-2×②，整理可得CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l) ∆H=-1250.3KJ/mol；（2）N2(g)+O2(g) 2NO(g) ∆H＞0，该反应的正反应是吸热反应，汽车启动后，气缸温度较高，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，使单位时间内NO排放量越大；②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO；2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知反应的∆H＞0，由于该反应的正反应是熵减的吸热反应，根据∆G=∆H-T∆S＜0，反应可自发进行可知，该反应不能自发进行；③目前，在汽车尾气系统中安装催化转化器可减少CO和NO的污染，它们会发生反应产生CO2和N2，根据质量守恒定律及电子守恒，该反应的化学方程式为2CO+2NO=N2+2CO2；（3）A．减小NO2的浓度，平衡逆向移动，NO2转化率降低，错误；b．降低温度，化学平衡向放热的正反应方向移动， NO2转化率提高，正确；C．增加NO2的浓度平衡正向移动，NO2的平衡转化率提高，正确；D．升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，NO2的平衡转化率降低，错误；在一定温度和压强下，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(N2O4)=0.0120mol/L（已知2NO2(g) N2O4(g)反应在该温度下的平衡常数K=40/3）。K=c(N2O4)÷c2(NO2)=40/3，解得平衡时 NO2物质的量浓度为c(NO2)= 0.030mol/L。

考点：考查热化学方程式的书写、化学反应速率、化学平衡常数的计算及应用的知识。