Question

【題目】減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內(nèi)容之一。

（1）己知：N2 (g) +O2 (g) =2NO (g) △H=+180.5kJ·mol-1

C (s) +O2 (g) =CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-1

2C (s) +O2(g) =2CO (g) △H=-221 kJ·mol-1

若某反應的平衡常數(shù)表達式為： ，請寫出此反應的熱化學方程式___________________。

（2）用CH4催化還原NOx可以消除污染，若將反應CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2設計為原電池，電池內(nèi)部是摻雜氧化釔的氧化鋯晶體，可以傳導O2-，則電池的正極反應式為_______。

（3）利用H2和CO2在一定條件下可以合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)己知不同溫度對CO2的轉化率及催化劑的效率影響如圖所示，下列有關說法不正確的是_______（填序號）。

①不同條件下反應，N點的速率最大

②M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大

③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率增大

④實際反應應盡可能在較低的溫度下進行，以提高CO2的轉化率

（4）在密閉容器中充入5mol CO和4mol NO，發(fā)生上述（1）中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。

回答下列問題：

①溫度：T1______ T2（填“<”或“>”）。

②某溫度下，若反應進行到10分鐘達到平衡狀態(tài)D點時，容器的體積為2L，則此時的平衡常數(shù)K=______（保留兩位有效數(shù)字）；用CO的濃度變化表示的平均反應速率V(CO)=________。

③若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A～G點中的_______點。

Answer 1

【答案】 2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g） △H=-746.5kJ/mol 2NO2 + 8e- =N2 + 4O2— ①③④ > 0.22或2.2×10-1 0.1 mol/（Lmin） A

【解析】試題分析：根據(jù)蓋斯定律，寫熱化學方程式。

(2)電池的正極得電子發(fā)生還原反應。

(3) ①根據(jù)圖示，M點催化劑催化效果最好；

②隨溫度升高，二氧化碳的平衡轉化率減小；

③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯轉化率減小；

④實際反應應從反應限度和反應速率兩方面選擇反應條件。

(2) ①2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol,升高溫度平衡逆向移動,NO體積分數(shù)增大。

②利用“三段式”計算平衡常數(shù)；根據(jù) 計算平均反應速率。

③若在D處對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，平衡逆向移動，NO體積分數(shù)增大。

解析：試題分析：若某反應的平衡常數(shù)表達式為： ，則方程式為2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），根據(jù)蓋斯定律，△ H=-746.5kJ/mol，熱化學方程式為2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol。

(2) 電池的正極得電子發(fā)生還原反應，則正極反應式為2NO2 + 8e- =N2 + 4O2- 。

(3)①M點催化劑催化效果最好，所以M點的速率最大，故①錯誤；

②隨溫度升高，二氧化碳的平衡轉化率減小，M點時平衡常數(shù)比N點時平衡常數(shù)大，故②正確；③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產(chǎn)率減小，故③錯誤；

④實際反應應盡可能在250℃下進行，提高單位時間的產(chǎn)量，故④錯誤。

(2)在密閉容器中充入5mol CO和4mol NO，發(fā)生上述(1)中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系。

回答下列問題：

①2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△ H=-746.5kJ/mol,升高溫度平衡逆向移動,NO體積分數(shù)增大，所以T1>T2。

②

,x=0.5

0.022 ；根據(jù) , 用CO的濃度變化表示的平均反應速率V(CO)= 0.1 mol/（Lmin）。

③若在D處對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，平衡逆向移動，NO體積分數(shù)增大,故選 A點。