Question

在一定條件下可用SnO₂/Al₂O₃等多種催化劑實(shí)現(xiàn)丙烯選擇性還原NO_x，
18NO（g）+2C₃H₆（g）?9N₂（g）+6CO₂ （g）+6H₂O（g）+Q₁    …①
18NO₂（g）+4C₃H₆（g）?9N₂（g）+12CO₂（g）+12H₂O（g）+Q₂    …②
將NO與丙烯的混合氣體充入恒容密閉容器中，在有催化劑存在時(shí)，在不同溫度下反應(yīng)，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，并在相同條件下測(cè)得NO₂轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖）．
（1）反應(yīng)①、②的平衡常數(shù)分別為K₁和K₂，寫(xiě)出平衡常數(shù)表達(dá)式：K₁=

 

．
（2）要使反應(yīng)②速率加快，并提高NO₂的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

 

．
（3）從如圖得出的結(jié)論正確的是

 

．
a．Q₁＞0       b．550℃時(shí)K₁=K₂
c．催化劑在450～500℃時(shí)活性最大
（4）根據(jù)如圖分析，在用丙烯還原NO的反應(yīng)體系中加入適量的O₂，將會(huì)使NO的轉(zhuǎn)化率

 

（選填“不變”、“提高”或“降低”）．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)平衡常數(shù)概念列式寫(xiě)出，生成物平衡濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積；
（2）依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析判斷，兩種反應(yīng)物，增加一種物質(zhì)的量會(huì)提高另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，增大濃度提高反應(yīng)速率；
（3）a、圖象分析氮氧化物轉(zhuǎn)化率隨溫度變化顯增大，后減小，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡后升溫平衡逆向進(jìn)行，依據(jù)平衡移動(dòng)原理分析判斷反應(yīng)吸熱、放熱；
b、550°C只能說(shuō)明一氧化氮和二氧化氮轉(zhuǎn)化率相同，但不同反應(yīng)平衡常數(shù)不同；
c、催化劑活性最大是指氮氧化物轉(zhuǎn)化率最大時(shí)的溫度；
（4）一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮．

解答：解：（1）依據(jù)化學(xué)平衡18NO（g）+2C₃H₆（g）?9N₂（g）+6CO₂ （g）+6H₂O（g），反應(yīng)達(dá)到平衡的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

c9(N2)×c6(CO2)×c6(H2O)

c18(NO)c2(C3H6)

，
故答案為：

c9(N2)×c6(CO2)×c6(H2O)

c18(NO)c2(C3H6)

；
（2）要使反應(yīng)②速率加快，并提高NO₂的轉(zhuǎn)化率，可以增大丙烷的濃度，增大反應(yīng)速率，提高二氧化氮的轉(zhuǎn)化率，故答案為：增加丙烯的濃度；
（3）a、圖象分析氮氧化物轉(zhuǎn)化率隨溫度變化顯增大，后減小，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡后升溫平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正向是放熱反應(yīng)，所以Q₁＞0，故a正確；
b、550℃只能說(shuō)明一氧化氮和二氧化氮轉(zhuǎn)化率相同，但不同反應(yīng)平衡常數(shù)不同，故b錯(cuò)誤；
c、催化劑活性最大是指氮氧化物轉(zhuǎn)化率最大時(shí)的溫度，依據(jù)圖象分析得到；催化劑在450～500℃時(shí)活性最大，加快反應(yīng)速率，但平衡不動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，故c錯(cuò)誤；
故選a；          
（4）在用丙烯還原NO的反應(yīng)體系中加入適量的O₂，氧氣和一氧化氮反應(yīng)生成二氧化氮，一氧化氮?dú)怏w轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：提高．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用，圖象分析能力，化學(xué)平衡影響因素的分析判斷，轉(zhuǎn)化率的變化分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．