Question

19．近年來(lái)北京市汽車擁有量呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)，汽車尾氣已成為重要的空氣污染物．
（1）一定量的NO發(fā)生分解的過(guò)程中，NO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示．（已知：T₁＜T₂）
①反應(yīng)2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）為（填“吸熱”或“放熱）放熱反應(yīng)．
②一定溫度下，能夠說(shuō)明反應(yīng)2NO（g）
N₂（g）+O₂（g）已達(dá)到平衡的是（填序號(hào)）bc．
a．容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
b．NO、N₂、O₂的濃度保持不變
c．NO分解的速率和NO生成的速率相等
d．單位時(shí)間內(nèi)分解4mol NO，同時(shí)生成2mol N₂
（2）①當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀薄燃燒時(shí)，尾氣中的主要污染物為NO_x，可用C_xH_y（烴）催化還原NO₂消除氮氧化物的污染．
已知：CH₄（g）+4NO₂（g）  4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
CH₄（g）+2NO₂（g） N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-867kJ•mol^-1
△H₂=-1160kJ•mol^-1．
②使用催化劑可以將汽車尾氣的主要有害成分一氧化碳（CO）和氮氧化物（NO_x）轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)圖象判斷，b曲線先到達(dá)平衡，反應(yīng)速率大，溫度較高，而溫度升高，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱；
②可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析．
（2）①根據(jù)蓋斯定律來(lái)解答；
②根據(jù)化學(xué)方程式的書寫規(guī)則書寫方程式．

解答 解：（1）①溫度升高，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升高溫度平衡向逆向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，故答案為：放熱；    
②a、該反應(yīng)是反應(yīng)氣體體積不變的反應(yīng)，所以無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，體系的壓強(qiáng)始終不變，故a錯(cuò)誤；
b、NO、N₂、O₂的濃度保持不變，達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；
c、NO的正逆反應(yīng)速率相等，所以達(dá)到平衡狀態(tài)，故c正確；
d、單位時(shí)間內(nèi)生成4molNO，同時(shí)消耗2molN₂，都是正反應(yīng)速率，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤．
故答案為：bc；
（2）①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1    ①
      CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂                 ②
根據(jù)蓋斯定律得：2CH₄（g）+4NO₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）+2N₂（g）△H₁+△H₂                    
1mol CH₄還原NO₂至N₂，整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為867kJ，所以△H₁+△H₂=-1734kJ•mol^-1，則△H₂=-1734kJ•mol^-1+574kJ•mol^-1=-1160 kJ•mol^-1，
故答案為：-1160kJ•mol^-1；        
②氮的氧化物（用NO_X表示）與CO相互反應(yīng)，生成N₂和CO₂．其化學(xué)方程式為：2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂，故答案為：2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡及相關(guān)計(jì)算和蓋斯定律的應(yīng)用以及方程式的書寫，知識(shí)點(diǎn)較多，難度不大．