Question

【題目】減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。

（1）已知：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝＋180.5kJ·mol-1

C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol-1

2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol-1

若某反應的平衡常數(shù)表達式為：K＝，請寫出此反應的熱化學方程式________。

（2）用CH4催化還原NOx可以消除污染，若將反應CH4＋2NO2＝CO2＋2H2O＋N2設計為原電池，電池內(nèi)部是摻雜氧化釔的氧化鋯晶體，可以傳導O2-，則該電池的正極反應式為________。

（3）利用H2和CO2在一定條件下可以合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g) CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知不同溫度對CO2的轉化率及催化劑的效率影響如右圖所示，下列有關說法不正確的是________（填序號）。

①不同條件下反應，N點的速率最大

②M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大

③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大

④實際反應應盡可能在較低的溫度下進行，以提高CO2的轉化率

（4）在密閉容器中充入5 mol CO和4 mol NO，發(fā)生上述（1）中某反應，下圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。

回答下列問題：

①溫度：T1________T2（填“＜”或“＞”）。

②某溫度下，若反應進行到10分鐘達到平衡狀態(tài)D點時，容器的體積為2 L，則此時的平衡常數(shù)K＝________（結果精確到兩位小數(shù)）；用CO的濃度變化表示的平均反應速率v(CO)＝________。

③若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A～G點中的________點。

Answer 1

【答案】 2NO(g)＋2CO(g)＝N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ/mol 2NO2＋8e-＝N2＋4O2- ①③④ ＞ 0.22 0.1 mol/（L·min） A

【解析】試題分析：根據(jù)蓋斯定律，寫熱化學方程式。

(2)電池的正極得電子發(fā)生還原反應。

(3) ①根據(jù)圖示，M點催化劑催化效果最好；

②隨溫度升高，二氧化碳的平衡轉化率減小；

③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯轉化率減小；

④實際反應應從反應限度和反應速率兩方面選擇反應條件。

(2) ①2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol,升高溫度平衡逆向移動,NO體積分數(shù)增大。

②利用“三段式”計算平衡常數(shù)；根據(jù) 計算平均反應速率。

③若在D處對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，平衡逆向移動，NO體積分數(shù)增大。

解析：試題分析：若某反應的平衡常數(shù)表達式為： ，則方程式為2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），根據(jù)蓋斯定律，△ H=-746.5kJ/mol，熱化學方程式為2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol。

(2) 電池的正極得電子發(fā)生還原反應，則正極反應式為2NO2 + 8e- =N2 + 4O2- 。

(3)①M點催化劑催化效果最好，所以M點的速率最大，故①錯誤；

②隨溫度升高，二氧化碳的平衡轉化率減小，M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大，故②正確；③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率減小，故③錯誤；

④實際反應應盡可能在250℃下進行，提高單位時間的產(chǎn)量，故④錯誤。

(2)在密閉容器中充入5mol CO和4mol NO，發(fā)生上述(1)中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。

回答下列問題：

①2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol,升高溫度平衡逆向移動,NO體積分數(shù)增大，所以T1>T2。

②

,x=0.5

0.022 ；根據(jù) , 用CO的濃度變化表示的平均反應速率V(CO)= 0.1 mol/（Lmin）。

③若在D處對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，平衡逆向移動，NO體積分數(shù)增大,故選 A點。