Question

【題目】霧霾天氣是一種大氣污染狀態，霧霾的源頭多種多樣，比如汽車尾氣、工業排放、建筑揚塵、垃圾焚燒，甚至火山噴發等。

（1）汽車尾氣中的NO（g）和CO（g）在一定溫度和催化劑的條件下可凈化。

①已知部分化學鍵的鍵能如下

分子式/結構式	NO/N≡O	CO/C≡O	CO2/O=C=O	N2/N≡N
化學鍵	N≡O	C≡O	C=O	N≡N
鍵能（KJ/mol）	632	1072	750	946

請完成汽車尾氣凈化中NO（g）和CO（g）發生反應的熱化學方程式

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=_________kJ/mol

②若上述反應在恒溫、恒容的密閉體系中進行，并在t1時刻達到平衡狀態，則下列示意圖不符合題意的是_________（填選項序號）。（下圖中v正、K、n、P總分別表示正反應速率、平衡常數、物質的量和總壓強）

（2）在t1℃下，向體積為10L的恒容密閉容器中通入NO和CO , 測得了不同時間時NO和CO的物質的量如下表：

時間/s	0	1	2	3	4	5
n(NO)/×l0-2mol	10.0	4.50	2.50	1.50	1.00	1.00
n(CO)/×l0-1mol	3.60	3.05	2.85	2.75	2.70	2.70

t1℃時該反應的平衡常數K=__，既能增大反應速率又能使平衡正向移動的措施是_。（寫出一種即可）

（3）如圖1所示，以N2O4為原料采用電解法可制備新型綠色硝化劑（一種氮氧化物）寫出生成這種硝化劑的陽極電極反應式________________________。

（4）NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術。在氨氣足量的情況下，不同c(NO2)/c(NO)、不同溫度對脫氮率的影響如圖2所示（已知氨氣催化還原氮氧化物的正反應為放熱反應），請回答溫度對脫氮率的影響____________________，給出合理的解釋：________________________。

Answer 1

【答案】 ⑴① -538 ②A,B,C ⑵500 加壓等。 ⑶ N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+

⑷300℃之前，溫度升高脫氮率逐漸增大 300℃之后，溫度升高脫氮率逐漸減小

300℃之前，反應未平衡，反應向右進行，脫氮率增大 300℃時反應達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小

【解析】（1）①本題考查焓變與鍵能的關系，△H=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和=[2×632＋2×1072－(946＋4×750)]kJ·mol－1=－538kJ·mol－1；②本題考查化學平衡狀態的判斷，A、因為是恒溫恒容，因此正反應速率隨著反應進行而減小，故說法錯誤；B、化學平衡常數只受溫度的影響，溫度不變，化學平衡常熟不變，因為是恒溫狀態，因此化學平衡狀態不變，故說法錯誤；C、根據圖像，t1時刻沒有達到平衡，故說法錯誤；D、壓強與物質的量成正比，反應前氣體物質的量大于反應后氣體物質的量，因此隨著反應進行，壓強減少，故說法正確；（2）本題考查化學平衡常數的計算以及影響化學反應速率和平衡移動因素，

2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)

起始：(mol·L－1) 1×10－2 3.6×10－2 0 0

變化： 9×10－3 9×10－2 4.5×10－3 9×10－3

平衡： 1×10－3 2.7×10－2 4.5×10－3 9×10－3

根據平衡常數定義，K=c2(CO2)×c(N2)/[c2(NO)×c2(CO)]，代入數值，解得K=500，增大反應速率以及反應向正反應方向移動，采取措施是加壓，增加NO或CO的濃度等；（3）本題考查電極反應式的書寫，陽極是失電子，化合價升高，根據工作原理，陽極應是左端的Pt，N2O4－2e－→N2O5，加入無水HNO3，因此電極反應式為N2O4＋2HNO3－2e－=2N2O5＋2H＋；（4）根據圖像得出：300℃之前，反應未平衡，反應向右進行，脫氮率增大；300℃時反應達平衡，后升溫平衡逆向移動，脫氮率減小。