Question

【題目】CO還原脫硝技術(shù)可有效降低煙氣中的NOx的排放量。

（1）汽車在行駛過程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體CO、NO，在催化劑作用下發(fā)生如下脫硝反應(yīng)：，該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=______________，在570 K時(shí)，K值極大，為1×1059，但汽車上仍需裝備尾氣處理裝置，其可能原因是________________。

（2）以Mn3O4 為脫硝反應(yīng)的催化劑，研究者提出如下反應(yīng)歷程，將歷程補(bǔ)充完整。

第一步：___________________________________；

第二步：

（3）T℃、2L密閉容器中，充入各1mol的CO和NO混合氣體，加入Mn3O4發(fā)生脫硝反應(yīng)，t0 時(shí)達(dá)到平衡，測得反應(yīng)過程中CO2的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示：

①比較大�。�a處v正______b處v逆（填“＞”、“＜”或“=”）

②若t0 =10min，反應(yīng)從開始到達(dá)平衡CO氣體的平均反應(yīng)速率v( CO) =_____。

③NO的平衡轉(zhuǎn)化率為______，T℃時(shí)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_________。

④T℃時(shí)，某時(shí)刻測得體系中各物質(zhì)的量如下：n（CO）=0.2mol，n（NO）=0.2mol，n（N2）=0.1mol，n（CO2）=0.2mol，則此時(shí)該反應(yīng)_______進(jìn)行（填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“處于平衡狀態(tài)”）。

Answer 1

【答案】 化學(xué)反應(yīng)速率慢 Mn3O4＋2NO=3MnO2＋N2 ＞ 0.04 mol/(L·min) 80 % 320 向正反應(yīng)方向

【解析】

（1）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，可寫出；汽車尾氣排放的速率較快，雖然該反應(yīng)的平衡常數(shù)較大，但單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化量較少，因此需要安裝尾氣處理裝置，其目的是提高化學(xué)反應(yīng)速率；

故答案為：；化學(xué)反應(yīng)速率慢；

（2）用總反應(yīng)-第二步反應(yīng)可得第一步反應(yīng)為：Mn3O4＋2NO=3MnO2＋N2；

（3）

起始濃度（mol/L） 0.5 0.5 0 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 2x 2x 2x x

平衡濃度（mol/L）0.5-2x 0.5-2x 2x x

由圖可知，=0.5，解得x=0.2

①由圖可知，a點(diǎn)時(shí)反應(yīng)向正向進(jìn)行，b點(diǎn)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，由此可知va正>vb正=vb逆，故答案為：>；

②v(CO)==0.04mol/(L·min)；

③NO的平衡轉(zhuǎn)化率；

④該溫度下平衡常數(shù)K===320，該時(shí)刻各物質(zhì)濃度為：c(CO)=0.1mol/L、c(NO)=0.1mol/L、c(N2)=0.05mol/L、c(CO2)=0.1mol/L，則濃度熵QC==5<K，故該時(shí)刻反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。