Question

【题目】环境中氮氧化物的合理控制和治理是减少雾霾天气、优化生存环境的有效途径之一．请运用化学反应原理知识，回答下列问题：．
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．已知： ①CH4 （g）+4NO2 （g）═4NO（g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H1=﹣662kJmol﹣1
②CH4 （g）+4NO（g）═2N2 （g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H2=﹣1251kJmol﹣1
据此，写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式：
（2）用活性炭还原法也可处理氮氧化物．有关反应为：C（s）+2NO（g）N2 （g）+CO2 （g）某研究小组向一个容积（3L）恒定的真空密闭容器中加人0.3mol NO和足量的活性炭与催化剂（固体试样的体积忽略不计），在恒温（T1℃）条件下发生反应，经10min反应达到平衡，测得N2的物质的量为0.09mol． ①0min～10min内以v（NO）表示的平均化学反应速率为 ．
②下列各项能判断该反应达到平衡状态的是 ．
A．容器内压强保持不变
B．速率关系：2v（NO）（正）=v （N2）（逆）
C．容器内CO2的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
③在相同条件下，若在容器中放人生石灰，则NO的平衡转化率（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣956.5KJ/mol
（2）CD ；0.006mol/（L?min）；增大
【解析】解：（1）①CH4 （g）+4NO2 （g）═4NO（g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H1=﹣662kJmol﹣1

②CH4 （g）+4NO（g）═2N2 （g）+CO2 （g）+2H2O（1）△H2=﹣1251kJmol﹣1

据盖斯定律①+②得到CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣956.5KJ/mol；

所以答案是：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+2H2O（l）△H=﹣956.5KJ/mol；（2）

	C（s）+	2NO（g）	N2 （g）+	CO2 （g）
起始（mol）		0.3	0	0
转化（mol）		0.18	0.09	0.09
平衡（mol）		0.12	0.09	0.09

①0min～10min内以v（NO）表示的平均化学反应速率= =0.006mol/（Lmin），所以答案是：0.006mol/（Lmin）；

②反应是气体体积不变的反应，

A．反应前后气体物质的量不变，压强不变，容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡状态，故A错误；

B．速率关系：若v（NO）（正）=2v （N2）（逆），证明氮气的正逆反应速率相同，证明达到平衡状态，但2v（NO）（正）=v （N2）（逆）不能说明反应达到平衡状态，故B错误；

C．容器内CO2的体积分数不变是平衡的标志，故C正确；

D．反应前后气体体积不变，气体质量分数变化，若混合气体的密度保持不变，能证明反应达到平衡状态，故D正确；

所以答案是：CD；

③在相同条件下，若在容器中放人生石灰，CaO+CO2=CaCO3，平衡正向进行，一氧化氮转化率增大，则NO的平衡转化率增大，所以答案是：增大．

【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态的判断和化学平衡的计算的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．