Question

2013年全國各地都遭遇“十面霾伏”。其中，機動車尾氣和燃煤產生的煙氣對空氣質量惡化貢獻較大。

（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0

若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態的是???????? （填代號）。

（下圖中υ正、K、n、w分別表示正反應速率、平衡常數、物質的量、質量分數）

（2）機動車尾氣和煤燃燒產生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)? △H＝－867 kJ/mol

2NO2(g)N2O4(g)?? △H＝－56.9 kJ/mol

H2O(g) ＝ H2O(l)?? ΔH ＝ －44.0 kJ／mol

寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式：???????????????????????????????????? 。

（3）用NH3催化還原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH3作還原劑，煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑，測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而確定煙氣脫氮率（注：脫氮率即氮氧化物轉化率），

反應原理為：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①該反應的△S???? 0，△H????? 0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。

②對于氣體反應，用某組分(B)的平衡壓強(pB)代替物質的量濃度(cB)也可以表示平衡常數（記作KP），

則上述反應的KP＝???????????????? 。

③以下說法正確的是????????????????? 。

A．第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高

B．相同條件下，改變壓強對脫氮率沒有影響

C．催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮

（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池，其原理見圖。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應為?? ??????????????????? ? 。

（5）硝酸工業尾氣中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反應生成對大氣無污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業尾氣中氮氧化物（假設NO、NO2體積比為1:1）的質量為___________g。

 

Answer 1

【答案】

（1）?? bd?????? （各1分，共2分，選錯不得分）

（2）CH4(g)+N2O4(g) =N2(g) +2H2O(g) + CO2(l) △H= —898.1kJ/mol （2分）

（3）① ＞（1分）　＜（1分）②KP＝ （2分） ； ③ C（2分）

（4）NO2+NO3—? —e-=N2O5? （2分）??

（5）76g（2分）

【解析】

試題分析：（1）a、正反應速率等于逆反應速率時，達到平衡狀態，此時反應速率不再變化，所以圖像不符合，錯誤；b、因為容器為絕熱，所以t1時平衡常數不變，說明反應已達到平衡，正確；c、t1時CO、CO2的物質的量還在變化，沒有達到平衡狀態，錯誤；d、t1時NO的質量分數不再變化，說明反應已達到平衡，正確。

（2）首先寫出化學方程式并注明狀態，然后根據蓋斯定律求出焓變，△H=?H1-?H2+2×?H3= —898.1kJ?mol?1，可寫出熱化學方程式。

（3）①、根據化學方程式可知氣體的系數增大，說明?S>0；脫氨率達到最高點之后繼續升高溫度，脫氨率降低，說明平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，?H<0。

②、根據化學方程式中物質的狀態和系數可得：KP＝

③A、兩種催化劑在本題溫度時脫氮率不同，錯誤；B、改變壓強，化學平衡移動，脫氮率發生變化，錯誤；

?? C、催化劑①在250℃時脫氮率最高，催化劑②在450℃左右脫氮率最高，正確。

（4）燃料電池中O2在正極上發生得電子反應，則NO2在負極上失電子生成更高價態的N2O5，電極方程式為：NO2+NO3—? —e-= N2O5

（5）尿素吸收NO、NO2生成對大氣無污染的氣體，則化學方程式為：CO(NH2)2 + NO +NO2 =2N2 +CO2+2H2O，1mol尿素反應吸收1mol NO和1mol NO2，質量為：30g+46g=76g。

考點：本題考查化學平衡的判斷、熱化學方程式與蓋斯定律、?H與?S的判斷、化學平衡常數、化學平衡的判斷、燃料電池、化學計算。