Question

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=-662kJ?mol^-1
②CH₄ （g）+4NO（g）═2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₂=-1251kJ?mol^-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

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式得到；
（2）依据化学反应三段式列式计算
①反应速率V=

△c

△t

；
②化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，据此分析和衍生出的条件变化；
③在相同条件下，若在容器中放人生石灰会结合二氧化碳促进平衡正向进行．

解答： 解：（1）①CH₄ （g）+4NO₂ （g）═4NO（g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₁=-662kJ?mol^-1
②CH₄ （g）+4NO（g）═2N₂ （g）+CO₂ （g）+2H₂O（1）△H₂=-1251kJ?mol^-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；
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+2H₂O（l）△H=-956.5KJ/mol；
（2）C（s）+2NO（g）?N₂ （g）+CO₂ （g）
起始量（mol）        0.3      0        0
变化量（mol）        0.18     0.09     0.09
平衡量（mol）        0.12     0.09     0.09
①0min～10min内以v（NO）表示的平均化学反应速率=

0.18mol 3L

10min

=0.006mol/（L?min），故答案为：0.006mol/（L?min）；
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；
故答案为：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，故答案为：增大．

点评：本题考查了化学平衡的计算分析，热化学方程式书写方法，掌握基础是关键，题目较简单．