Question

【題目】大量排放氮的氧化物會產生酸雨、光化學煙霧等環境問題，工業上常用天然氣還原法處理氮的氧化物。

(1) CH4催化還原NO 、NO2的熱化學方程式如下：

序號	熱化學方程式
①	4NO2(g)+ CH4 (g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O (g) ΔH=—574kJ·mol -1
②	4NO(g)+ CH4 (g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O (g)　 ΔH=—1160kJ·mol -1

則4NO(g)N2(g) +2NO2(g)的ΔH=___________________。

(2)T1℃時，在一密閉容器中發生反應4NO(g)N2(g) +2NO2(g)，其正反應速率表達式為：v正= k正·cn(NO)，測得速率和濃度的關系如下表。

序號	c(NO)/mol·L-1	v正/mol·L-1·s-1
①	0.10	4.00×10-9
②	0.20	6.40×10-8
③	0.30	3.24×10-7

則n=_____________，k正=________________mol-3·L3·S-1。達到平衡后，若減小壓強，則混合氣體的平均相對分子質量將_______________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)利用測壓法在剛性密閉容器中研究T2℃時4NO(g)N2(g)+2NO2(g)的分解反應，現將一定量的NO充入該密閉容器中，測得體系的總壓強隨時間的變化如下表所示：

反應時間/min	0	10	20	30	40
壓強/MPa	15.00	14.02	13.20	12.50	12.50

①20 min時，NO的轉化率α =____________﹪。

②T2℃時4NO(g)N2(g)+2NO2(g)反 應的平衡常數Kp=_______MPa-1 (Kp為以分壓表示的平衡常數)。若升高溫度，該反應的平衡常數Kp將______ (填“增大”、“減小”或“不變”) 。

Answer 1

【答案】-293 kJ·mol -1 4 4 × 10-5 減小 48 0.1 減小

【解析】

（1）利用蓋斯定律就可以求出反應熱；

（3）利用三等式，求解平衡常數。

（1）4NO(g)N2(g) +2NO2(g)等于反應（②-①），則ΔH=（—1160kJ·mol -1-(—574kJ·mol -1)）= -293 kJ·mol -1；答案為-293 kJ·mol -1；

（2）將①②帶入公式中，4×10-9= 0.1n k正，6.40×10-8= 0.2n k正；可以求出n=4，k正= 4 × 10-5。平均相對分子質量，各物質都是氣體，總質量不變；減小壓強，向氣體體積增大的方向移動，總物質的量在增加，平均相對分子質量減小；答案為4 4 × 10-5 減小；

（3）在一定條件下 ，壓強之比等于物質的量之比，因此可以直接用壓強代替物質的量計算。

4NO(g) N2(g) + 2NO2(g)

開始的壓強 15 0 0

轉化的壓強 4x x 2x

平衡的壓強 15-4x x 2x

①20min，15-x=13.2，x=1.8 NO的轉化率為；

②平衡時，15-x=12.5，x=2.5，NO、N2、NO2的壓強分別為5、2.5、5，帶入公式

，反應是放熱反應，升高溫度，逆向移動，Kp減小。答案為48 0.1 減小。