Question

【題目】某市對大氣進行檢測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5um的懸浮顆粒物）其主要來源為燃燒、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NO等進行研究具有重要意義。回答下列問題：

（1）已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3KJ/mol

②N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180KJ/mol

CH4可用于燃燒脫硝，CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l) H=_______________。

（2）汽車尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化

①已知氣缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g) 2NO(g) H＞0。汽車啟動后，氣缸溫度較高，單位時間內(nèi)NO排放量越大，原因是_______________________。

②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設想按下列反應除去CO；2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知反應的H＞0，簡述該設想能否實現(xiàn)的依據(jù)_______________________。

③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，其化學方程式為_______________。

（3）一定溫度下，在密閉容器中反應2NO2(g) N2O4(g) H=-57.20KJ/mol達到平衡。其他條件不變時，下列措施能提高NO2轉(zhuǎn)化率的是____________（填字母）

A．減小NO2的濃度 B．降低溫度 C．增加NO2的濃度 D．升高溫度

在一定溫度和壓強下，密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達到平衡時，c(N2O4)=0.0120mol/L（已知2NO2(g) N2O4(g)反應在該溫度下的平衡常數(shù)K=40/3）。計算平衡時 NO2物質(zhì)的量濃度為________________。

Answer 1

【答案】（1）-1250.3KJ/mol

（2） ①溫度越高，化學反應速率越快；溫度升高，平衡正向移動

②否，該反應的H＞0且S＜0，任何溫度下都不能自發(fā)進行。

③2CO+2NO=N2+2CO2

（3）bc ；c(NO2)=0.030mol/L。

【解析】

試題分析：（1）①-2×②，整理可得CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l) H=-1250.3KJ/mol；（2）N2(g)+O2(g) 2NO(g) H＞0，該反應的正反應是吸熱反應，汽車啟動后，氣缸溫度較高，根據(jù)平衡移動原理，升高溫度，化學平衡向吸熱的正反應方向移動，使單位時間內(nèi)NO排放量越大；②汽車燃油不完全燃燒時產(chǎn)生CO，有人設想按下列反應除去CO；2CO(g)=2C(s)+O2(g)已知反應的H＞0，由于該反應的正反應是熵減的吸熱反應，根據(jù)G=H-TS＜0，反應可自發(fā)進行可知，該反應不能自發(fā)進行；③目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染，它們會發(fā)生反應產(chǎn)生CO2和N2，根據(jù)質(zhì)量守恒定律及電子守恒，該反應的化學方程式為2CO+2NO=N2+2CO2；（3）A．減小NO2的濃度，平衡逆向移動，NO2轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；b．降低溫度，化學平衡向放熱的正反應方向移動， NO2轉(zhuǎn)化率提高，正確；C．增加NO2的濃度平衡正向移動，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高，正確；D．升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應方向移動，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，錯誤；在一定溫度和壓強下，密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達到平衡時，c(N2O4)=0.0120mol/L（已知2NO2(g) N2O4(g)反應在該溫度下的平衡常數(shù)K=40/3）。K=c(N2O4)÷c2(NO2)=40/3，解得平衡時 NO2物質(zhì)的量濃度為c(NO2)= 0.030mol/L。