Question

2013年全國各地都遭遇“十面霾伏”。其中，機動車尾氣和燃煤產(chǎn)生的煙氣對空氣質(zhì)量惡化貢獻較大。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO₂(g)+ N₂(g)。△H＜0
若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進行到t₁時刻達到平衡狀態(tài)的是        （填代號）。
（下圖中υ_正、K、n、w分別表示正反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、物質(zhì)的量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

（2）機動車尾氣和煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH₄催化還原NO_X可以消除氮氧化物的污染。已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g) △H＝－867 kJ/mol
2NO₂(g)N₂O₄(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫出CH₄催化還原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的熱化學(xué)方程式：                                    。
（3）用NH₃催化還原NO_X也可以消除氮氧化物的污染。如圖，采用NH₃作還原劑，煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑，測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而確定煙氣脫氮率（注：脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率），
反應(yīng)原理為：NO(g) +NO₂(g)+2NH₃(g)2N₂(g) + 3H₂O(g)。

①該反應(yīng)的△S    0，△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②對于氣體反應(yīng)，用某組分(B)的平衡壓強(p_B)代替物質(zhì)的量濃度(c_B)也可以表示平衡常數(shù)（記作K_P），
則上述反應(yīng)的K_P＝                。
③以下說法正確的是                 。
A．第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高
B．相同條件下，改變壓強對脫氮率沒有影響
C．催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮
（4）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理見圖。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為                        。

（5）硝酸工業(yè)尾氣中氮氧化物（NO和NO₂）可用尿素〔CO(NH₂)₂〕溶液除去。反應(yīng)生成對大氣無污染的氣體。1 mol尿素能吸收工業(yè)尾氣中氮氧化物（假設(shè)NO、NO₂體積比為1:1）的質(zhì)量為___________g。

Answer 1

（1）   bd      （各1分，共2分，選錯不得分）
（2）CH₄(g)+N₂O₄(g) =N₂(g) +2H₂O(g) + CO₂(l) △H=" —898.1kJ/mol" （2分）
（3）① ＞（1分）　＜（1分）②K_P＝ （2分） ； ③ C（2分）
（4）NO₂+NO₃^— —e^-=N₂O₅ （2分）  
（5）76g（2分）

解析試題分析：（1）a、正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時，達到平衡狀態(tài)，此時反應(yīng)速率不再變化，所以圖像不符合，錯誤；b、因為容器為絕熱，所以t₁時平衡常數(shù)不變，說明反應(yīng)已達到平衡，正確；c、t₁時CO、CO₂的物質(zhì)的量還在變化，沒有達到平衡狀態(tài)，錯誤；d、t₁時NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再變化，說明反應(yīng)已達到平衡，正確。
（2）首先寫出化學(xué)方程式并注明狀態(tài)，然后根據(jù)蓋斯定律求出焓變，△H=?H₁-?H₂+2×?H₃= —898.1kJ?mol?¹，可寫出熱化學(xué)方程式。
（3）①、根據(jù)化學(xué)方程式可知氣體的系數(shù)增大，說明?S>0；脫氨率達到最高點之后繼續(xù)升高溫度，脫氨率降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，?H<0。
②、根據(jù)化學(xué)方程式中物質(zhì)的狀態(tài)和系數(shù)可得：K_P＝
③A、兩種催化劑在本題溫度時脫氮率不同，錯誤；B、改變壓強，化學(xué)平衡移動，脫氮率發(fā)生變化，錯誤；
C、催化劑①在250℃時脫氮率最高，催化劑②在450℃左右脫氮率最高，正確。
（4）燃料電池中O₂在正極上發(fā)生得電子反應(yīng)，則NO₂在負(fù)極上失電子生成更高價態(tài)的N₂O₅，電極方程式為：NO₂+NO₃^— —e^-= N₂O₅
（5）尿素吸收NO、NO₂生成對大氣無污染的氣體，則化學(xué)方程式為：CO(NH₂)2 + NO +NO₂ =2N₂ +CO₂+2H₂O，1mol尿素反應(yīng)吸收1mol NO和1mol NO₂，質(zhì)量為：30g+46g=76g。
考點：本題考查化學(xué)平衡的判斷、熱化學(xué)方程式與蓋斯定律、?H與?S的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡的判斷、燃料電池、化學(xué)計算。