Question

【题目】雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。

请回答下列问题：

（1）汽车尾气中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)2NO(g)—Q。恒温、恒容密闭容器中，下列说法中，能说明该反应达到化学平衡状态的是____。

A.混合气体的密度不再变化

B.混合气体的压强不再变化

C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2

D.氧气的转化率不再变化

（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag—ZSM—5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为___，在＝1的条件下，为更好的除去NOx，应控制的最佳温度在___K左右。

（3）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表：

物质 温度(℃)	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.10	0	0
T1	2.960	0.020	0.040	0.040
T2	2.975	0.050	0.025	0.025

①写出NO与活性炭反应的化学方程式：___。

②若T1＜T2，则该反应的Q__0(填“＞”“＜”或“＝”)。

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为___。

Answer 1

【答案】D NO的分解为放热反应，升高温度不利于反应正向进行 870（850-900之间） C（s）+2NO（g）CO2（g）+N2（g） > 80%

【解析】

（1）根据化学平衡状态特征：正逆反应速率相等，各组分含量保持不变分析；

（2）NO的分解为放热反应，升温不利于其分解；选择NO转化率最大的温度；

（3））①NO和活性炭反应，生成氮气和二氧化碳，据此书写；
②根据温度对化学平衡的影响分析；

③利用等效平衡思想求解。

（1）A、组分都是气体，则气体质量不变，容器为恒容状态，因此密度不变，不能作为该反应达到平衡的标志，故A错误；
B、反应前后气体系数之和相等，压强之比等于物质的量之比，因此压强不变，不能作为该反应达到平衡的标志，故B错误；
C、因为没有起始物质的量，因此无法判断是否达到平衡，故C错误；
D、氧气的转化率不变，说明反应达到平衡，故D正确；
故答案为：D；

（2）N2（g）+O2（g）2NO（g）△H＞0，因此NO的分解为放热反应，升高温度，不利于反应正向进行；根据图象，870K时，NO的转化率几乎最大；故答案为：NO的分解为放热反应，升高温度不利于反应正向进行；870（850-900之间）；

（3）①因为是处理污染，因此NO和活性炭反应，N元素转化成N2，C转化成CO2，即反应方程式为C（s）+2NO（g）CO2（g）+N2（g）；故答案为：C（s）+2NO（g）CO2（g）+N2（g）；

②根据图中数据，升高温度时，NO的物质的量增多，CO2和N2的物质的量减小，反应向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向为放热反应，即Q>0；故答案为：>；

③反应C+2NON2+CO2是一个气体体积不变的反应，而反应物只有一种气体，故加入NO气体，建立的平衡和原平衡为等效平衡，原平衡中NO转化率为 ×100%=80%，则达到新平衡时NO的转化率为80%，故答案为:80%。