Question

環(huán)境中氮氧化物的合理控制和治理是減少霧霾天氣、優(yōu)化生存環(huán)境的有效途徑之一．請(qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)，回答下列問題：．
（1）用CH₄催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．已知：
①CH₄ （g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₁=-662kJ?mol^-1
②CH₄ （g）+4NO（g）═2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₂=-1251kJ?mol^-1
據(jù)此，寫出CH₄將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式：

 

（2）用活性炭還原法也可處理氮氧化物．有關(guān)反應(yīng)為：C（s）+2NO（g）?N₂ （g）+CO₂ （g）某研究小組向一個(gè)容積（3L）恒定的真空密閉容器中加人0.3mol NO和足量的活性炭與催化劑（固體試樣的體積忽略不計(jì)），在恒溫（T₁℃）條件下發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡，測得N₂的物質(zhì)的量為0.09mol．
①0min～10min內(nèi)以v（NO）表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率為

 

．
②下列各項(xiàng)能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

．
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變          
B．速率關(guān)系：2v（NO）_（正）=v （N₂）_（逆）
C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變    
D．混合氣體的密度保持不變
③在相同條件下，若在容器中放人生石灰，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式得到；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)三段式列式計(jì)算
①反應(yīng)速率V=

△c

△t

；
②化學(xué)平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，據(jù)此分析和衍生出的條件變化；
③在相同條件下，若在容器中放人生石灰會(huì)結(jié)合二氧化碳促進(jìn)平衡正向進(jìn)行．

解答： 解：（1）①CH₄ （g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₁=-662kJ?mol^-1
②CH₄ （g）+4NO（g）═2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₂=-1251kJ?mol^-1
據(jù)蓋斯定律①+②得到CH₄將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-956.5KJ/mol；
故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-956.5KJ/mol；
（2）C（s）+2NO（g）?N₂ （g）+CO₂ （g）
起始量（mol）        0.3      0        0
變化量（mol）        0.18     0.09     0.09
平衡量（mol）        0.12     0.09     0.09
①0min～10min內(nèi)以v（NO）表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率=

0.18mol 3L

10min

=0.006mol/（L?min），故答案為：0.006mol/（L?min）；
②反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，
A．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，壓強(qiáng)不變，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；       
B．速率關(guān)系：若v（NO）_（正）=2v （N₂）_（逆），證明氮?dú)獾恼�逆反�?yīng)速率相同，證明達(dá)到平衡狀態(tài)，但2v（NO）_（正）=v （N₂）_（逆）不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．容器內(nèi)CO₂的體積分?jǐn)?shù)不變是平衡的標(biāo)志，故C正確；   
D．反應(yīng)前后氣體體積不變，氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，若混合氣體的密度保持不變，能證明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：CD；
③在相同條件下，若在容器中放人生石灰，CaO+CO₂=CaCO₃，平衡正向進(jìn)行，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算分析，熱化學(xué)方程式書寫方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目較簡單．