Question

導(dǎo)致空氣污染的主要原因來自于化石燃料燃燒、硫酸工業(yè)和汽車尾氣的排放；致使大量二氧化硫和氮氧化物排入大氣中。利用化學(xué)反應(yīng)原理研究治理環(huán)境污染的方法是當(dāng)前環(huán)保工作的重要研究內(nèi)容之一。

（1）反應(yīng)是硫酸工業(yè)中的重要反應(yīng)；提高SO2的平衡轉(zhuǎn)化率有利于減少尾氣排放：已知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；當(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，為了提高SO2的轉(zhuǎn)化率：下列可采用的措施是

A．加入V2O5作催化劑 B．通入過量空氣 C．高溫 D．增大壓強(qiáng)

（2）一定條件下，向2L密閉容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和0.2SO3(g),2min后反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得SO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________；用O2的濃度變化表示從O-2min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=_________；恒溫下，若向容器中再加入2molSO2(g)，則重新達(dá)到平衡時SO2的總轉(zhuǎn)化率____________50%(填“>”、“<”、“=”)

（3）能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

A． B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變．

C． D．容器內(nèi)物質(zhì)的密度保持不變．

（4）在催化劑作用下用CH4將氮氧化物還原為N2可以消除氮氧化物帶來的污染， 請寫出CH4與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________；溫度為T1時在密閉容器中研究CH4催化還原氮氧化物的反應(yīng)，反應(yīng)過程中產(chǎn)物N2的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示，請在圖中補(bǔ)畫出溫度為T2(T2>T1)時，n(N2)的變化曲線（已知該反應(yīng)是放熱反應(yīng)）。

 

 

Answer 1

（1）BD （2）5.76 0.125mol/（L·min） ＜ （3）BC

（4）CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O

 

【解析】

試題分析：（1） A．加入V2O5作催化劑，只能加快化學(xué)反應(yīng)速率但平衡不移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不變，錯誤；B．通入過量空氣，平衡正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，正確；C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率減小，錯誤；D．該反應(yīng)正向為氣體物質(zhì)系數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率增大，正確；選BD；（2）利用三行式進(jìn)行計算。根據(jù)題意知，

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

起始濃度（mol/L）1 0.5 0.1

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）0.5 0.25 0.5

平衡濃度（mol/L）0.5 0.25 0.6

將平衡濃度代入該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式計算，K=c2（SO3）/c2（SO2）c（O2）=5.76；根據(jù)v=△c/△t計算，用O2的濃度變化表示從0-2min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=0.125mol/（L·min）；恒溫下，若向容器中再加入2molSO2(g)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率降低，則重新達(dá)到平衡時SO2的總轉(zhuǎn)化率小于50%；（3）判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)為①v正=v逆，要注意“雙向同時，符合比例”②利用量判斷，注意“變量不變，已達(dá)平衡”；A．沒有明確正、逆反應(yīng)速率，不能作為達(dá)平衡的標(biāo)志，錯誤；B．該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)壓強(qiáng)不斷變化，為變量，當(dāng)其保持不變時說明反應(yīng)已達(dá)平衡，正確；C．符合v正=v逆，可作為平衡標(biāo)志，正確；D．容器內(nèi)物質(zhì)的密度為恒量，不能作為平衡標(biāo)志，錯誤，選BC；（4）在催化劑作用下用CH4將氮氧化物還原為N2可以消除氮氧化物帶來的污染，CH4與NO反應(yīng)生成二氧化碳、氮?dú)夂退��?/span>化學(xué)方程式為：CH4+4NO=2N2+CO2+2H2O；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)平衡的時間縮短；升高溫度，平衡逆向移動，達(dá)平衡時氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量減小，據(jù)此畫出圖像見答案。

考點(diǎn)：考查化學(xué)平衡，涉及平衡移動原理、平衡計算、平衡標(biāo)志及平衡圖像。