Question

【題目】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=﹣662kJmol﹣1
②CH4 （g）+4NO（g）═2N2 （g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H2=﹣1251kJmol﹣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(cè)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

【答案】
（1）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣956.5KJ/mol
（2）CD ；0.006mol/（L?min）；增大
【解析】解：（1）①CH4 （g）+4NO2 （g）═4NO（g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H1=﹣662kJmol﹣1

②CH4 （g）+4NO（g）═2N2 （g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H2=﹣1251kJmol﹣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；

所以答案是：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣956.5KJ/mol；（2）

	C（s）+	2NO（g）	N2 （g）+	CO2 （g）
起始（mol）		0.3	0	0
轉(zhuǎn)化（mol）		0.18	0.09	0.09
平衡（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= =0.006mol/（Lmin），所以答案是：0.006mol/（Lmin）；

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；

所以答案是：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，所以答案是：增大．

【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷和化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．