Question

【题目】进入冬季北方开始供暖后，雾霾天气愈发严重，各地PM2.5、PM10经常“爆表”。引发雾霾天气的污染物中，最为常见的是机动车尾气中的氮氧化物和燃煤产生的烟气。

I、用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。反应原理为：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 2N2(g)+3H2O(g)。

（1）该反应的△S________0(填“>”、“=”或“<”)。

（2）II、已知反应N2O4(g) 2NO2(g) △H，随温度升高，混合气体的颜色变深。将一定量N2O4气体充入绝热容器一段时间后，研究压缩和拉伸活塞过程中混合气体的气体的透光率(气体颜色越浅，透光率越大)随时间变化情况。下列说法能说明透光率不再发生改变的有________。

a．气体颜色不再改变b．△H不再改变

c．v正(N2O4)=2v逆(NO2)d．N2O4的转化率不再改变

（3）III、用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。

已知：CH4(g)的标准燃烧热为－890kJ/mol，蒸发1mol H2O(l)需要吸收44kJ热量。

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1114 kJ/mol

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=﹣114 kJ/mol

写出CH4催化还原NO2(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式：________。

（4）在温度为T1℃和T2℃时，分别将0.5mol CH4和1.2mol NO2充入体积为1L的密闭容器中，测得NO2的物质的量随时间变化数据如下表：

时间/min 温度/℃	0	10	20	40	50
T1	1.2	0.9	0.7	0.4	0.4
T2	1.2	0.8	0.56	…	0.5

①温度为T1℃时，0~20min内，v(CH4)=________。

②温度为T2℃时，达平衡后，再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2，达新平衡时CH4的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】> ad CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-844kJ/mol 0.0125mol/(Lmin) 减小

【解析】

（1）由于反应前后气体分子数增大，因此ΔS>0；

（2）a、气体颜色不再改变时，反应达到平衡状态，透光率不再改变，a符合题意；b、ΔH是表示反应的热效应，只与物质具有能量的相对大小有关，ΔH不变，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；c、根据反应速率之比等于化学计量系数之比可得，当反应达到平衡状态时，2v正(N2O4)=v逆(NO2)，c不符合题意；d、当N2O4的转化率不再改变时，说明反应达到平衡状态，此时透光率不再改变，d符合题意；故答案为ad；

（3）CH4(g)燃烧热的热化学方程式为： ①，

H2O(l)转化为H2O(g)的热化学方程式为：②；又已知：③，

④，

①+2×②+③-2×④，得到反应：，相应的，把方程式的系数和H都除以2，得到CH4催化还原NO2反应的热化学方程式为：。故答案为：。

（4）①由表格数据可知，0~20min内，参与反应的n(NO2)=0.5mol，根据反应的化学方程式可知，参与反应的n(CH4)=0.25mol，则0~20min内，用CH4表示的反应速率；故答案为：0.0125mol/(Lmin)。

②达到平衡后，再充入0.5molCH4和1.2molNO2，由于温度和容器的体积均不变，因此反应体系的压强增大，平衡逆向移动，因此CH4的转化率减小，故答案为：减小。