Question

20．近年來，霧霾天氣成為我國華北地區(qū)乃至全國的環(huán)境問題之一．
I．汽車尾氣是空氣污染的重要原因．汽車尾氣凈化原理為：2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0．
（1）該反應的平衡常數表達式為$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$
（2）在一恒容的絕熱容器（不與外界發(fā)生熱交換 ）中模擬上述反應．下面各示意圖正確且能說明反應在t1時刻達到平衡狀態(tài)的是AD．

Ⅱ．煤燃燒產生的煙氣中含有大量硫、氮的氧化物，會引起嚴重的環(huán)境污染問題．
（1）硫、氮的氧化物都會形成酸雨．為減少酸雨產生，下列措施中不可行的有bd（填序號）．
a．少用煤作燃料         
b．工廠的煙囪加高  
 c．燃料脫硫
d．燃燒時鼓入足量空氣   e．開發(fā)新能源
（2）煤燃燒產生的氮的氧化物可以用CH4催化還原．已知：
CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ/mol
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H=-56.9kJ/mol
H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ/mol
寫出CH₄（g）催化還原N₂O₄（g）生成N₂（g）、CO₂、H₂O（l）的熱化學方程式CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-898.1KJ/mol．

Answer 1

分析 I．（1）平衡常數K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$；
（2）根據化學平衡狀態(tài)的特征解答，當反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
Ⅱ．（1）少用煤作燃料、燃料脫硫、開發(fā)新的能源等措施可以減少二氧化硫氣體的排放，從而減少酸雨的形成．把工廠煙囪造高、在已酸化的土壤中加石灰等措施不能有效地防止酸雨的形成；
（2）①CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ/mol
②2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-56.7kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ/mol
蓋斯定律計算①-②+③×2得到CH₄（g）催化還原N₂O₄（g）生成N₂（g）、CO₂、H₂O（l）的熱化學方程式．

解答 解：I．（1）2NO（g）+2CO（g）═2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0，平衡常數K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應物平衡濃度冪次方乘積}$=$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（C{O}_{2}）c（{N}_{2}）}{{c}^{2}（NO）{c}^{2}（CO）}$；
（2）A、t₁時平衡常數不再變化，正逆反應速率相等，說明達到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B、t₁時二氧化碳和一氧化氮的物質的量還在變化，說明正逆反應速率不相等，反應沒有達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C、t₁時正反應速率仍然在變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、t₁時一氧化氮的質量分數不再變化，表明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：AD；
Ⅱ．（1）a．少用煤作燃料 減少了硫的燃燒，減少酸雨產生，可行，故a正確；
b．工廠的煙囪加高，不能減少燃燒產物二氧化硫的生成，不能減少酸雨產生，故b錯誤；
c．燃料脫硫，能教授二氧化硫的排放，減少酸雨產生，故c正確；
d．燃燒時鼓入足量空氣只能促使燃料完全燃燒，生成的二氧化硫不能減少，不能減少酸雨產生，故d錯誤；
e．開發(fā)新能源減少污染氣體的生成，減少酸雨產生，故e正確；
故答案為：bd；
（2）①CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ/mol
②2NO₂（g）═N₂O₄（g）△H=-56.7kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44kJ/mol
蓋斯定律計算①-②+③×2得到CH₄（g）催化還原N₂O₄（g）生成N₂（g）、CO₂、H₂O（l）的熱化學方程式為：CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-898.1KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-898.1KJ/mol．

點評 本題考查了平衡常數計算、影響化學平衡的因素分析判斷、熱化學方程式書寫和蓋斯定律計算應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．