Question

【题目】大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)之后才能排放。

（1）CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。 反应CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示。

温度/℃	400	500	830	1 000
平衡常数K	10	9	1	0.6

①从上表可以推断：此反应是__________(填“吸”或“放”)热反应。

②在830 ℃下，若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol，则达到平衡后CO的转化率为________。

（2）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx和CO的排放。

已知：①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH＝566.0 kJ·mol1

②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH＝+180.5 kJ·mol1

③2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH＝116.5 kJ·mol1

回答下列问题：

①CO的燃烧热为 _________。 若1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，则1 mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。

②写出CO将NO2还原为单质反应的热化学方程式为__________________________________________

（3）汽车排气管上的催化转化器，发生上述的CO将NO2还原为单质反应。在一定温度下，将一定量的CO和NO2充入2L固定容积的容器中，回答以下问题：

①从反应开始到5min，生成了0.08mol N2，则5min内υ(CO)=___________________molL1min1。

②25min时，物质浓度变化如图所示，则改变的条件可能是___________(填字母标号)。

A.缩小容器体积 B.增加NO2的浓度 C.降低温度 D.升高温度

Answer 1

【答案】放 50% 283kJ/mol 631.75 2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g) ΔH = -1196kJ/mol 0.032 D

【解析】

（1）①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K为，由表格中的数据可知，温度越大，K越小，则正反应为放热反应；

②830℃， CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g），

开始(mol) 1 1 0 0

转化(mol) x x x x

平衡(mol) 1-x 1-x x x

设容器的体积为VL，K==1，解得x=0.5，则CO的转化率为×100%=50%；

（2）①由①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH＝566.0 kJ·mol1可知， 2molCO完全燃烧放出566.0 kJ的热量，所以1molCO完全燃烧放出283kJ的热量，所以CO的燃烧热为283kJ/mol；

若1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，设1 mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为y，由②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH=946kJ /mol+498kJ/mol -2y=+180.5kJ/mol，解之得y=631.75kJ/mol，所以1 mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为631.75kJ；

②由①2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH＝566.0 kJ·mol1，②N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH＝=+180.5kJ/mol，③2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g) ΔH＝116.5 kJ·mol1，①×2-②-③可得：2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g) ΔH=(566.0 kJ·mol1)×2-(+180.5kJ/mol)-( 116.5 k J·mol1)=-1196kJ/mol，所以CO将NO2还原为单质的热化学方程式为2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO(g) ΔH=-1196kJ/mol；

(3)①2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)，从反应开始到5min，生成了0.08mol N2，则5min内υ(CO)==0.032molL1min1；

②由图像可知，25min时，改变条件的瞬间NO2和N2的浓度都不变，改变条件后，NO2浓度增大，N2浓度减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件应该是升高温度；答案选D。