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境保護的重要內容之一。

（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點時平衡常數比N點時平衡常數大

③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產率增大

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，發生上述（1）中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數與溫度、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D點時，容器的體積為2L，則此時的平衡常數K=______（保留兩位有效數字）；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：根據蓋斯定律，寫熱化學方程式。

(2)電池的正極得電子發生還原反應。

(3) ①根據圖示，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體積分數增大。

②利用“三段式”計算平衡常數；根據 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體積分數增大。

解析：試題分析：若某反應的平衡常數表達式為： ，則方程式為2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），根據蓋斯定律，△ 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點時平衡常數比N點時平衡常數大，故②正確；③溫度低于250℃時，隨溫度升高乙烯的產率減小，故③錯誤；

④實際反應應盡可能在250℃下進行，提高單位時間的產量，故④錯誤。

(2)在密閉容器中充入5mol CO和4mol NO，發生上述(1)中某反應，如圖為平衡時NO的體積分數與溫度、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體積分數增大，所以T1>T2。

②

,x=0.5

0.022 ；根據 , 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體積分數增大,故選 A點。