Question

【題目】汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)會(huì)引起N2和O2的反應(yīng)：N2+O22NO，是導(dǎo)致汽車(chē)尾氣中含有NO的原因之一。

（1）在T1、T2溫度下，一定量的NO（g）發(fā)生分解反應(yīng)時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化如圖所示，根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)的△H_____0(填“>"或“<”）。

（2）在T3溫度下，向2L密閉容器中充入10molN2與5molO2，50秒后達(dá)到平衡，測(cè)得NO的物質(zhì)的量為2mol，則該反應(yīng)的速率v(N2)=_________。該溫度下，若增大壓強(qiáng)此反應(yīng)的平衡常數(shù)將_________（填“增大”、“減小”、“不變”或“無(wú)法確定”），若向上述容器中再充入2molN2(g)與1molO2(g)，則再次達(dá)到平衡時(shí)O2的轉(zhuǎn)化率________（填“增大”、“減小”、“不變”或“無(wú)法確定”）。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染，從而達(dá)到脫硝的目的：

CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJmol-1

CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJmol-1

甲烷直接被NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為______________________________

Answer 1

【答案】 > 0.01mol/(L·s) 不變 不變 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867 kJ·mol－1

【解析】（1）根據(jù)圖像可知，T2溫度可逆反應(yīng)先達(dá)平衡，說(shuō)明溫度T2＞T1；T1向T2轉(zhuǎn)變，即升溫過(guò)程中，N2的體積分?jǐn)?shù)減小，說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，即正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，△H>0；正確答案：>。

（2） 2L密閉容器 N2(g)+O2(g)2NO(g)

起始量：10 5 0

變化量：1 1 2

平衡量：9 4 2

v(N2)=1÷2÷50=0.01mol/(L·s)；平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變；

其他條件不變，按照原物質(zhì)投料方式進(jìn)行等比例增加投料，相當(dāng)于給反應(yīng)加壓，由于該反應(yīng)為反應(yīng)前后體積變化為0的反應(yīng)，加壓，平衡不動(dòng)，O2轉(zhuǎn)化率不變；正確答案：0.01mol/(L·s)； 不變； 不變。

（3）根據(jù)蓋斯定律，把兩個(gè)方程式直接相加和，整理，并計(jì)算相應(yīng)的△H，得出甲烷直接被NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式；正確答案：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867 kJ·mol－1。