Question

近年来，雾霾天气成为我国华北地区乃至全国的环境问题之一。

Ⅰ汽车尾气是空气污染的重要原因。汽车尾气净化原理为：

2NO(g)+2CO(g)2CO₂(g)+N₂(g) △H <0。

(1)该反应的平衡常数表达式为____________________。

(2)在一恒容的绝热容器(不与外界发生热交换)中模拟上述反应。下面各示意图正确且能说明反应在t₁时刻达到平衡状态的是__________。

Ⅱ煤燃烧产生的烟气中含有大量硫、氮的氧化物，会引起严重的环境污染问题。

(1) 硫、氮的氧化物都会形成酸雨。为减少酸雨产生，下列措施中不可行的有_______(填序号)。

a.少用煤作燃料　        b.把工厂的烟囱加高　        c.燃料脱硫　

d.燃煤时鼓入足量空气    e.开发新能源

(2)煤燃烧产生的氮的氧化物可以用CH₄催化还原。已知：

CH₄(g) + 2NO₂(g) = N₂(g) +CO₂(g) + 2H₂O(g)  △H =－867kJ/mol

2NO₂(g) = N₂O₄(g)  △H =－56.9kJ/mol

H₂O(l) = H₂O(g)  △H =+44kJ/mol

写出CH₄(g) 还原N₂O₄(g)生成N₂(g) 、CO₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式________________。

Answer

A、D b、d CH4(g) + N2O4(g) ==N2(g) +CO2(g) + 2H2O(l) △H =—898.1kJ/mol

【解析】I、(1)根据方程式可知该反应的平衡常数表达式为 K＝c2(CO2)×c(N2)/(CO2)×c(N2)/[c2(NO)×c2(CO)]。(2)A、该反应是放热反应，随着容器中温度升高，平衡常数K逐渐减小，A正确；B、只有当n(CO)、n(H2)、n(CH3OH)不再改变时才能说明达到平衡状态，B错误；C、反应在绝热容器中进行，反应开始后尽管反应物浓度降低，但因为反应是放热反应，所以容器中温度升高，反应速率加快；反应后期随着反应物浓度的降低，反应速率减慢，v（正）最大时并不能说明达到平衡状态。只有当v（正）不再改变时，才能说明达到平衡状态，C错误；D、因为开始时充入的是CO和H2，随着反应进行CO的质量分数逐渐减小，当其不变时，说明达到平衡状态，D正确。答案选AD；

Ⅱ、(1)a.少用煤作燃料可以减少酸雨产生，a正确；b.工厂的烟囱加高不能减少SO2排放，b错误；c.燃料脱硫可以减少酸雨产生，c正确；d.燃烧时鼓入足量空气不能减少SO2排放，d错误；e.开发新能源可以减少酸雨产生，e正确，答案选bd；(2)已知：

①CH4(g)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-867kJ/mol

②2NO2(g)=N2O4(g) △H=-56.9kJ/mol

③H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol

依据盖斯定律可知①－②－③×2即得到CH4(g)还原N2O2(g)生成N2(g)、CO2(g)、H2O(l)的热化学方程式为CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋CO2(g) △H=－898.1kJ·mol－1。