Question

【題目】環(huán)境保護是現(xiàn)代的世界性課題，人類已在多方面取得了突破性進展。

（1）連續(xù)自動監(jiān)測氮氧化物的儀器--動態(tài)庫侖儀已獲得實際應用．它的工作原理如下圖所示，NiO電極上NO發(fā)生的電極反應式為 ______。

（2）使用稀土催化劑有效消除汽車尾氣中的、碳氫化合物也已逐漸成為成熟技術．壓縮天然氣汽車利用這一技術將、轉化成無毒物質，相關反應為：

①

②

③

則 ______（用和表示）。

（3）實驗室在恒壓下，將和置于密閉容器中發(fā)生反應③，測得在不同溫度、不同投料比時，的平衡轉化率如下表：

投料比	400K	500K	600K
1
2

①在與反應時，可提高轉化率的措施有 ______填編號。

A 增加催化劑的表面積 改用高效催化劑 降低溫度

D 增大壓強 分離出 減小

②時，將投料比為1的和的混合氣體共，充入容積為2L的裝有催化劑的密閉容器中，反應經(jīng)過5min達到平衡，試計算反應在該溫度時的平衡常數(shù)______。（寫出計算過程，計算結果保留三位有效數(shù)字）

③若溫度不變，在反應進行到10min時將容器的容積快速壓縮為1L，請在答題卷表格中畫出內(nèi)，容器中物質的量濃度c隨時間變化的曲線圖______。

（4）SNCR是一種新型的煙氣脫氮環(huán)保技術，在有氧條件下，其脫氮原理是：和在催化劑表面的反應隨溫度的變化曲線如圖所示，圖中曲線表明，隨著反應溫度的升高，在有氧的條件下NO的轉化率有一明顯的下降過程，其原因可能是回答兩條： ______。

Answer 1

【答案】 脫氮反應是放熱反應，達到平衡后升高溫度，平衡逆向移動;溫度升高發(fā)生了副反應：

【解析】

（1）根據(jù)圖片知，鉑電極上氧氣得電子作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應生成NO2；

（2）根據(jù)方程式①②的加減得出化學方程式③，焓變相應的加減，從而計算出△H3；

（3）①A．催化劑對轉化率無影響；

B．催化劑對轉化率無影響；

C．該反應為放熱反應，降低溫度，平衡正移；

D．增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動；

E．減少生成物的濃度，平衡正移；

F．由表中數(shù)據(jù)可知，越大，NO2轉化率越��；

②400K時，將投料比為1的NO2和CH4的混合氣體共0.40mol，則NO2和CH4各為0.2mol，NO2的平衡轉化率為60%，利用三段式求出平衡濃度，再求平衡常數(shù)K；

③從0～5min，CO2的濃度從0逐漸增大到0.03mol/L，5min～10min，CO2的濃度保持不變，在10min時將容器的容積快速壓縮為1L，CO2的濃度瞬間變?yōu)?/span>0.06mol/L，然后逐漸減小，達到平衡時，CO2平衡濃度大于0.03 mol/L；

（4）反應4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJmol-1是放熱反應，升溫平衡逆向移動，溫度升高時還會發(fā)生氨氣的催化氧化。

(1)負極NiO上一氧化氮失電子和氧離子反應生成二氧化氮，電極反應式為，故答案為：；

(2)由蓋斯定律可知，方程式③=×(②+①)則，故答案為：；

(3)①A、催化劑對轉化率無影響，則增加催化劑的表面積，轉化率不變，故A錯誤；

B、催化劑對轉化率無影響，改用高效催化劑，轉化率不變，故B錯誤；

C、該反應為放熱反應，降低溫度，平衡正移，則轉化率增大，故C正確；

D、增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，則平衡向逆方向移動，所以轉化率減小，故D錯誤；

E、減少生成物的濃度，平衡正移，所以分離出，平衡正移，則轉化率增大，故E正確；

F.由表中數(shù)據(jù)可知，越大，轉化率越小，減小，轉化率增大，故F正確；

CEF正確，故答案為：CEF；

②400K時，將投料比為1的和的混合氣體共，則和各為，的平衡轉化率為，依題意建立如下三段式：

始： 00 0

變：

平：

，故答案為：；

③從0～5min，的濃度從0逐漸增大到，，的濃度保持不變，在10min時將容器的容積快速壓縮為1L，的濃度瞬間變?yōu)?/span>，然后逐漸減小，達到平衡時，平衡濃度大于，則用圖表示為，

故答案為：；

(4)反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動，溫度升高時還會發(fā)生氨氣的催化氧化，故答案為：脫氮反應是放熱反應，達到平衡后升高溫度，平衡逆向移動；溫度升高發(fā)生了副反應：