Question

燃煤廢氣、汽車尾氣中的氮氧化物（NO_x）、一氧化碳等有害氣體，常用下列方法處理，以減少對環(huán)境的污染。

   （1）對燃煤廢氣進行脫硝處理時，常利用甲烷催化還原氮氧化物，如：

        CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H ＝-574 kJ·mol^-1

        CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H ＝-1160 kJ·mol^-1

        則1molCH₄將NO₂還原為N₂的反應(yīng)熱為      ；

（2）除氮氧化物及CO外，汽車尾氣中還含有碳氫化合物等污染物，下圖是汽車尾氣轉(zhuǎn)化研究的示意圖：表示的是Pt/Al₂O₃/Ba表面吸附與解吸作用的機理，氮氧化物是NO₂，碳氫化合物是CxHy，寫出兩者反應(yīng)的化學(xué)方程式：      ，Pt/Al₂O₃/Ba的作用是      ；

（3）平衡常數(shù)K的數(shù)值大小，是衡量化學(xué)反應(yīng)進行程度的標志，K的數(shù)值越大，化學(xué)反應(yīng)的限度越大，反應(yīng)物反應(yīng)的越充分。在25℃時，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：

N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)                        K₁＝1×10^－30   ㈠

2H₂(g)＋O₂(g) 2H₂O(g)                   K₂＝2×10⁸¹    ㈡

2CO₂ (g) 2CO(g)＋O₂(g)                  K₃＝4×10^－92   ㈢

①常溫下，反應(yīng)2H₂O(g)    2H₂(g) +O₂(g) 平衡常數(shù)K＝      ；

②關(guān)于以上反應(yīng)，下列說法正確的是     

A．常溫下，NO，H₂O，CO₂三種化合物分解放出氧氣的傾向大小順序：NO＞H₂O＞CO₂

B．若升高溫度，反應(yīng)㈢的平衡常數(shù)K₃將增大

C．若只增加壓強，且反應(yīng)物、生成物狀態(tài)不變，反應(yīng)㈠平衡不發(fā)生移動，平衡常數(shù)不變；反應(yīng)㈡平衡朝正向移動，平衡常數(shù)增大

D．若增加汽車發(fā)動機空氣的進氣量，可同時減少氮氧化物和一氧化碳的排放

③基于環(huán)保法規(guī)，要求改裝汽車尾氣處理裝置，達到使氮氧化物（NO）、一氧化碳轉(zhuǎn)化為無污染、可排放的氣體的目的。改裝的方法主要是加入有效催化劑，請你根據(jù)以上有關(guān)數(shù)據(jù)分析，在不改變其它條件的情況下，可使用催化劑除污染氣體的原因：      。

 

Answer 1

【答案】

（12分）

（1）—868 kJ·mol^－1 （2分）  （2）CxHy+(x+y/4)NO₂ xCO₂+(x/2+y/8)N₂+y/2H₂O， （2分） 催化劑 （1分）   （3）① 5×10^－82 （2分） ② AB （2分）

③ 反應(yīng)2CO＋2NO＝2CO₂＋N₂的K＝1/K₁K₂＝2.5×10¹²¹，K數(shù)值很大，反應(yīng)進行完全，若使用合適催化劑加快反應(yīng)速率，可以除去污染氣體（3分）

【解析】