Question

2013年初，雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区．其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一．
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）+2CO（g）

催化剂

2CO₂（g）+N₂（g）．△H＜0
①该反应平衡常数表达式

 

．
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是

 

（填代号）．

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题．
煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_X可以消除氮氧化物的污染．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=-44.0kJ/mol
写出CH₄催化还原N₂O₄（g）生成N₂和H₂O（l）的热化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：化学平衡建立的过程,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①平衡常数等于生成物浓度的幂之积比上反应浓度幂之积；
②a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化；
b、当反应进行时，产物二氧化碳和氮气的物质的量一直按照系数比2：1在增加，所以它们的物质的量之比始终不变来判断；
c、t₁时刻后二氧化碳、CO的物质的量发生变化，最后不再变化；
d、到达平衡后各组分的含量不发生变化；
（2）根据盖斯定律，由已知热化学方程式乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式；

解答： 解：（1）①平衡常数等于生成物浓度的幂之积比上反应浓度幂之积，即：K=

C(N2)C 2(CO2)

C 2(NO)C 2(CO)

，故答案为：K=

C(N2)C 2(CO 2)

C 2(NO)C2(CO)

；
②a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t₁时刻V_正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；
b、当反应进行时，产物二氧化碳和氮气的物质的量一直按照系数比2：1在增加，所以它们的物质的量之比始终不变，所以不能判断是否达到平衡，故b错误；
c、t₁时刻后二氧化碳、CO的物质的量发生变化，t₁时刻未到达平衡状态，故c错误；
d、NO的质量分数为定值，t₁时刻处于平衡状态，故d正确，
故答案为：d；
（2）已知：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-867kJ/mol①
2NO₂（g）?N₂O₄（g）△H₂=-56.9kJ/mol②
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol③
根据盖斯定律，①-②+④×2可得CH₄（g）+N₂O₄（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g），故△H=-867kJ/mol-（-56.9kJ/mol）+2（-44.0）kJ/mol=-898.1kJ/mol 即CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（g）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+N₂O₄（g）═N₂（g）+2H₂O（g）+CO₂（g）△H=-898.1kJ/mol；

点评：本题考查了盖斯定律求焓变、化学平衡影响因素，化学反应速率，平衡常数概念计算应用，注意平衡的条件分析是解题关键，题目难度中等．