Question

【題目】近年來(lái)“霧霾”污染日益嚴(yán)重，原因之一是機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中含有NO、NO2、CO等氣體，火力發(fā)電廠釋放出大量的NOx、SO2和CO2等氣體也是其原因，現(xiàn)在對(duì)其中的一些氣體進(jìn)行了一定的研究：
（1）用 CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．
已知：①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣574 kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣1160 kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0 kJ/mol
寫(xiě)出CH4（g）與NO2（g）反應(yīng)生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的熱化學(xué)方程式： ．
（2）用活性炭還原法可以處理氮氧化物．某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H=akJmol﹣1 ．
在T1℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如表：

	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時(shí)，該反應(yīng)在0﹣20min的平均反應(yīng)速率V（NO）=；計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；
②30min后，只改變某一條件，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是（填字母編號(hào)）．
A．通人一定量的CO2 B．加入合適的催化劑 C．適當(dāng)縮小容器的體積
D．通人一定量的NO E．加入一定量的活性炭
③若50min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為2：1：1，則達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率（填“升高”或“降低”），a 0（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

【答案】
（1）2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1910kJ/mol
（2）0.042mol?L﹣1?min﹣1,BE,降低,＜
【解析】解：（1）由反應(yīng)：①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣574 kJ/mol

②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣1160 kJ/mol

③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0 kJ/mol，由蓋斯定律可知：2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=①+②+4×③=﹣574﹣1160﹣4×44=﹣1910kJ/mol，
所以答案是：2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1910kJ/mol；
（2）①0～10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v（NO）= =0.042molL﹣1min﹣1；

C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），平衡濃度c（N2）=0.3mol/L；c（CO2）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L；反應(yīng)的平衡常數(shù)K= = = ；

所以答案是：0.042molL﹣1min﹣1， ；

②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），依據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大，依據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算K= = = ，平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)不變說(shuō)明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，氮?dú)鉂舛仍龃螅�二氧化碳和一氧化氮濃度增大，反�?yīng)前后氣體體積不變，所以可能是減小溶液體積后加入一定量一氧化氮；

A、通人一定量的CO2，新平衡狀態(tài)下物質(zhì)平衡濃度增大，故正確；

B、加入合適的催化劑，催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，故錯(cuò)誤；

C、適當(dāng)縮小容器的體積，反應(yīng)前后體積不變，平衡狀態(tài)物質(zhì)濃度增大，故正確；

D、通入一定量的NO，新平衡狀態(tài)下物質(zhì)平衡濃度增大，故正確；

E、加入一定量的活性炭，碳是固體對(duì)平衡無(wú)影響，平衡不動(dòng)，故錯(cuò)誤；

所以答案是：BE；

③若50min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比從為2：1：1，氮?dú)夂投�氧化碳難度之比始終為1：1，所以2：1＞4：3，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以答案是：降低；＜．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和化學(xué)平衡的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．