Question

（7分）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。請運用化學(xué)反應(yīng)原理知識，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 = -662kJ·mol-1

②CH4 (g)+ 4NO(g) === 2N2 (g)+ CO2 (g)+ 2H2O(1) △H2 = -1251 kJ·mol-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），在恒溫（T1℃）條件下發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)10min反應(yīng)達到平衡，測得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下列各項能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 。

A．容器內(nèi)壓強保持不變

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，若在容器中放入生石灰，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率 （填“增大”、“不變”或“減小”）。

Answer 1

（7分）

（1）CH4(g) + 2NO2(g) = N2(g) +CO2(g) + 2H2O(l) △H = —956.5kJmol1 （2分）

（2）①0.006mol(Lmin)-1 （2分，沒寫單位或錯誤0分）

② C、D （2分）③ 增大 （1分）

【解析】

試題分析：（1）首先寫出CH4將NO2還原為N2的化學(xué)方程式并注明狀態(tài)，CH4(g) + 2NO2(g) = N2(g) +CO2(g) + 2H2O(l)，然后根據(jù)蓋斯定律可得△H =1/2△H1 +1/2△H2=—956.5kJmol1，進而得出熱化學(xué)方程式。

（2）①根據(jù)C(s)+2NO(g) N2 (g)+CO2 (g)，生成N2的物質(zhì)的量為0.09mol，則反應(yīng)的NO為0.18mol，所以v（NO）=△c（NO）/△t=0.18mol÷3L÷10min=0.006mol(Lmin)-1。

②該反應(yīng)氣體系數(shù)前后相等，所以容器內(nèi)壓強為定值，容器內(nèi)壓強保持不變不能說明反應(yīng)達到平衡，錯誤；B、速率關(guān)系為v(NO)(正) =2 v (N2)(逆)時，表示正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)達到平衡，錯誤；C、容器內(nèi)氣體的體積分?jǐn)?shù)不變時，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)達到平衡，正確；D、該反應(yīng)進行時，氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，等于密度變化，則混合氣體的密度保持不變時，反應(yīng)達到平衡，正確。

③在容器中放入生石灰，CaO與CO2反應(yīng)，CO2的濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率增大。

考點：本題考查熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡。

考點分析： 考點1：化學(xué)反應(yīng)速率 考點2：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動 試題屬性

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