Question

2．霧霾嚴(yán)重影響人們的生活，汽車尾氣的排放是造成霧霾天氣的重要原因之一．已知汽車尾氣排放時(shí)容易發(fā)生以下反應(yīng)：
①N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H₁=a kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CO₂（g）△H₂=b kJ•mol^-1
③2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₃
請(qǐng)回答下列問題：
（1）△H₃=2b-akJ•mol^-1（用含a、b的代數(shù)式表示）．
（2）對(duì)于有氣體參與的反應(yīng)，表示平衡常數(shù)Kp時(shí)用氣體組分（B）的平衡壓強(qiáng)p（B）代替該氣體物質(zhì)的量濃度c（B），則反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式Kp=$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$．
（3）能說明反應(yīng)③已達(dá)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是CD（填字母）．
A．單位時(shí)間內(nèi)生成1mol CO₂的同時(shí)消耗了lmol CO
B．在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變
C．在絕熱恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化
D．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分?jǐn)?shù)保持不變
（4）在一定溫度下，向體積為VL的恒容密閉容器中充入一定量的NO和CO，發(fā)生反應(yīng)③．在t1時(shí)刻達(dá)到平衡，此時(shí)n（CO）=xmol，n（NO）=2xmol，n（N₂）=ymol，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{x}{x+y}×100%$（用含x、y的代數(shù)式表示）；再向容器中充入ymolCO₂和xmolNO，則此時(shí)v（正）=（填“＞”、“＜”或“=”）v（逆）．
（5）煙氣中也含有氮氧化物，C₂H₄可用于煙氣脫硝．為研究溫度、催化劑中Cu²⁺負(fù)載量對(duì)NO去除率的影響，控制其它條件一定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示．為達(dá)到最高的NO去除率，應(yīng)選擇的反應(yīng)溫度約為350℃，Cu²⁺負(fù)載量為3%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)②×2-①即得，確定反應(yīng)④2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），據(jù)此計(jì)算焓變；
（2）根據(jù)反應(yīng)①的方程式得出K_p=$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$；
（3）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷，得出正確結(jié)論；
（4）根據(jù)三行式，結(jié)合轉(zhuǎn)化率等于$\frac{變化量}{起始量}×100%$；
（5）脫硝率高，負(fù)載率低，適宜的溫度．

解答 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)②×2-①即得，確定反應(yīng)④2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₄=（2b-a）KJ/mol，故答案為：2b-a；（（14分），每空2分）（2）根據(jù)反應(yīng)①的方程式得出K_p=$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$；
（3）A．單位時(shí)間內(nèi)生成1mol CO₂的同時(shí)消耗了lmol CO，都體現(xiàn)正反應(yīng)方向，未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系，故錯(cuò)誤；
B．在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度一直保持不變，故錯(cuò)誤；
C．在絕熱恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化，說明體系溫度不變，正逆反應(yīng)速率相等，故正確；
D．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說明各物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
故選CD；
（4）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量：（x+2y）mol  （2x+2y）mol    0        0
變化量：2ymol      2ymol         ymol    2ymol
平衡量：xmol       2xmol        ymol    2ymol
所以NO的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{2y}{2x+2y}×100%$=$\frac{x}{x+y}×100%$，Q=$\frac{（3y）^{2}×y}{{x}^{2}×（3x）^{2}}$=$\frac{{y}^{3}}{{x}^{4}}$=K，所以平衡不移動(dòng)，v（正）=v（逆），故答案為：$\frac{x}{x+y}×100%$；=；
（5）滿足脫硝率高，負(fù)載率低，適宜的溫度，由圖可知，適合條件為350℃、負(fù)載率3%，故答案為：350℃、負(fù)載率3%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、三行式和平衡常數(shù)的運(yùn)用，難度中等．根據(jù)圖象分析出分解率的變化特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．