Question

為了防止或減少機動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對空氣的污染，人們采取了很多措施。

（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，

若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是 （填代號）。

（下圖中υ正、K、n、w分別表示正反應速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分數(shù)）

（2）機動車尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知：

CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol ①

2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol ②

H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol ③

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式： 。

（3）用NH3催化還原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH3作還原劑，煙氣以一定的流速通過催化劑，通過測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而可確定煙氣脫氮率，反應原理為：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①該反應的△H 0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。

②對于氣體反應，用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質(zhì)的量濃度(cB)也可以表示平衡常數(shù)（記作KP），

則上述反應的KP＝ 。

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖，石墨I為電池的 極。 該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應為 。

（5）硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反應生成對大氣無污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設NO、NO2體積比為1︰1）的質(zhì)量為 g。

 

Answer 1

（1）B D （各1分，共2分，選錯不得分）

（2）CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋2H2O(l)＋CO2(g) △H= —898.1kJ/mol （2分）

（3）①<（2分） ②P(N2)2P(H2O)3/P(NO)P(NO2)P(NH3)2（2分）

（4）負 （2分） NO2＋NO3－ －e－ ＝N2O5 （2分）

（5）76g（2分）

【解析】

試題分析：（1）可逆反應達化學平衡狀態(tài)時正逆反應速率不再變化，所以A錯誤；該物質(zhì)的濃度在化學平衡時保持不變，所以K不再變化，B正確；對于恒容容器而言，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變，所以C錯誤；平衡時NO的質(zhì)量分數(shù)不再改變，正確，所以答案選BD；

（2）根據(jù)蓋斯定律，目標方程式=①-②+③×2，所以CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式為CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋2H2O(l)＋CO2(g) △H= —898.1kJ/mol；

（3）據(jù)圖可知，當反應達平衡后繼續(xù)升溫，脫氮率降低，說明升溫，平衡逆向移動，所以正向是放熱反應，△H<0；根據(jù)平衡常數(shù)的表達式，用平衡壓強表示的平衡常數(shù)為KP＝P(N2)2P(H2O)3/P(NO)P(NO2)P(NH3)2

（4）在該反應中，二氧化氮中氮元素化合價升高，發(fā)生氧化反應，負極發(fā)生氧化反應，所以石墨I為電池的的負極，該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，則Y是N2O5，電極反應式為NO2＋NO3－ －e－ ＝N2O5；

（5）NO和NO2與尿素〔CO(NH2)2〕反應生成無污染物質(zhì)是氮氣、二氧化碳、水，化學方程式為

NO+NO2+CO(NH2)2=2N2＋2H2O＋CO2，所以1 mol尿素能吸收NO和NO2的物質(zhì)的量是1mol，其質(zhì)量為76g。

考點：考查對平衡狀態(tài)的判斷，蓋斯定律的應用，平衡的移動，平衡常數(shù)的表達式的書寫，電化學原理的應用，化學方程式的書寫及計算