Question

隨著大氣污染的日趨嚴重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫（SO₂）排放量減少8%，氮氧化物（NO_x）排放量減少10%．目前，消除大氣污染有多種方法．
（1）處理NO_x的一種方法是利用甲烷催化還原NO_x．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
則甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=

 

，
若在一定溫度下，將  2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化如右圖所示．若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致N₂濃度發(fā)生如圖所示 的變化，則改變的條件可能是

 

（填序號）．①加入催化劑　     ②降低溫度　     ③縮小容器體積　   ④增加CO₂的量．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)已知的熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律解答；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物濃度系數(shù)冪次方

反應(yīng)物濃度系數(shù)冪次方

；氮氣濃度緩慢增大，說明平衡正向移動且改變條件的瞬間氮氣濃度沒有變化．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
由蓋斯定律（①+②）÷2得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1；
（2）反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

[N2]?[CO2]2

[CO]2?[NO]2

，
①加入催化劑，平衡不移動，故不選；
②降低溫度，平衡正向移動，故選；　
③縮小容器體積，氮氣濃度應(yīng)瞬時增大，平衡再正向移動，故不選；
④增加CO₂的量，平衡逆向，故不選；
故答案為：

[N2]?[CO2]2

[CO]2?[NO]2

；②．

點評：本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、平衡常數(shù)表達式的書寫、平衡移動及圖象分析，是一道綜合考查題，難度不大．