Question

【题目】大量排放氮的氧化物会产生酸雨、光化学烟雾等环境问题，工业上常用天然气还原法处理氮的氧化物。

(1) CH4催化还原NO 、NO2的热化学方程式如下：

序号	热化学方程式
①	4NO2(g)+ CH4 (g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O (g) ΔH=—574kJ·mol -1
②	4NO(g)+ CH4 (g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O (g)　 ΔH=—1160kJ·mol -1

则4NO(g)N2(g) +2NO2(g)的ΔH=___________________。

(2)T1℃时，在一密闭容器中发生反应4NO(g)N2(g) +2NO2(g)，其正反应速率表达式为：v正= k正·cn(NO)，测得速率和浓度的关系如下表。

序号	c(NO)/mol·L-1	v正/mol·L-1·s-1
①	0.10	4.00×10-9
②	0.20	6.40×10-8
③	0.30	3.24×10-7

则n=_____________，k正=________________mol-3·L3·S-1。达到平衡后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量将_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究T2℃时4NO(g)N2(g)+2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得体系的总压强随时间的变化如下表所示：

反应时间/min	0	10	20	30	40
压强/MPa	15.00	14.02	13.20	12.50	12.50

①20 min时，NO的转化率α =____________﹪。

②T2℃时4NO(g)N2(g)+2NO2(g)反 应的平衡常数Kp=_______MPa-1 (Kp为以分压表示的平衡常数)。若升高温度，该反应的平衡常数Kp将______ (填“增大”、“减小”或“不变”) 。

Answer 1

【答案】-293 kJ·mol -1 4 4 × 10-5 减小 48 0.1 减小

【解析】

（1）利用盖斯定律就可以求出反应热；

（3）利用三等式，求解平衡常数。

（1）4NO(g)N2(g) +2NO2(g)等于反应（②-①），则ΔH=（—1160kJ·mol -1-(—574kJ·mol -1)）= -293 kJ·mol -1；答案为-293 kJ·mol -1；

（2）将①②带入公式中，4×10-9= 0.1n k正，6.40×10-8= 0.2n k正；可以求出n=4，k正= 4 × 10-5。平均相对分子质量，各物质都是气体，总质量不变；减小压强，向气体体积增大的方向移动，总物质的量在增加，平均相对分子质量减小；答案为4 4 × 10-5 减小；

（3）在一定条件下 ，压强之比等于物质的量之比，因此可以直接用压强代替物质的量计算。

4NO(g) N2(g) + 2NO2(g)

开始的压强 15 0 0

转化的压强 4x x 2x

平衡的压强 15-4x x 2x

①20min，15-x=13.2，x=1.8 NO的转化率为；

②平衡时，15-x=12.5，x=2.5，NO、N2、NO2的压强分别为5、2.5、5，带入公式

，反应是放热反应，升高温度，逆向移动，Kp减小。答案为48 0.1 减小。