Question

19．近年來北京市汽車擁有量呈較快增長趨勢，汽車尾氣已成為重要的空氣污染物．
（1）一定量的NO發生分解的過程中，NO的轉化率隨時間變化的曲線如圖所示．（已知：T₁＜T₂）
①反應2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）為（填“吸熱”或“放熱）放熱反應．
②一定溫度下，能夠說明反應2NO（g）
N₂（g）+O₂（g）已達到平衡的是（填序號）bc．
a．容器內的壓強不發生變化
b．NO、N₂、O₂的濃度保持不變
c．NO分解的速率和NO生成的速率相等
d．單位時間內分解4mol NO，同時生成2mol N₂
（2）①當發動機采用稀薄燃燒時，尾氣中的主要污染物為NO_x，可用C_xH_y（烴）催化還原NO₂消除氮氧化物的污染．
已知：CH₄（g）+4NO₂（g）  4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
CH₄（g）+2NO₂（g） N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-867kJ•mol^-1
△H₂=-1160kJ•mol^-1．
②使用催化劑可以將汽車尾氣的主要有害成分一氧化碳（CO）和氮氧化物（NO_x）轉化為無毒氣體，該反應的化學方程式為2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂．

Answer 1

分析 （1）①根據圖象判斷，b曲線先到達平衡，反應速率大，溫度較高，而溫度升高，NO的轉化率減小，說明升高溫度平衡向逆向移動，正反應放熱；
②可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析．
（2）①根據蓋斯定律來解答；
②根據化學方程式的書寫規則書寫方程式．

解答 解：（1）①溫度升高，NO的轉化率減小，說明升高溫度平衡向逆向移動，正反應放熱，故答案為：放熱；    
②a、該反應是反應氣體體積不變的反應，所以無論反應是否達到平衡狀態，體系的壓強始終不變，故a錯誤；
b、NO、N₂、O₂的濃度保持不變，達到平衡狀態，故b正確；
c、NO的正逆反應速率相等，所以達到平衡狀態，故c正確；
d、單位時間內生成4molNO，同時消耗2molN₂，都是正反應速率，不能說明反應達到平衡狀態，故d錯誤．
故答案為：bc；
（2）①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1    ①
      CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂                 ②
根據蓋斯定律得：2CH₄（g）+4NO₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）+2N₂（g）△H₁+△H₂                    
1mol CH₄還原NO₂至N₂，整個過程中放出的熱量為867kJ，所以△H₁+△H₂=-1734kJ•mol^-1，則△H₂=-1734kJ•mol^-1+574kJ•mol^-1=-1160 kJ•mol^-1，
故答案為：-1160kJ•mol^-1；        
②氮的氧化物（用NO_X表示）與CO相互反應，生成N₂和CO₂．其化學方程式為：2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂，故答案為：2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂．

點評 本題考查化學平衡及相關計算和蓋斯定律的應用以及方程式的書寫，知識點較多，難度不大．