Question

火力發電廠釋放出大量氣體會造成環境污染．對燃煤廢氣進行處理，可實現綠色環保、廢物利
用等目的．
（1）CO可以與H₂O（g）發生反應：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，在800℃時達到平衡狀態，K=1.0．

起始物質的量/mol	甲	乙	丙
n（H2O）	0.10	0.20	0.20
n（CO）	0.10	0.10	0.20

①該反應的平衡常數表達式為

K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

．
②平衡時，丙容器中H₂O的物質的量是

0.10

mol，甲容器中CO的轉化率是

50%

．
③丙容器中，其它條件不變時，溫度

降低

（升高或降低），CO的平衡轉化率升高．
（2）除去氮氧化物：
①利用甲烷催化還原NO：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol
甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學方程式為

CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-867KJ/mol

．
②也可用氨氣與之發生反應：NOx+NH₃→N₂+2H₂O．現有NO₂和NO的混合氣體3.0L，和3.4L（同溫同壓下）NH₃反應，恰好使其全部轉化為氮氣，則原混合氣體中，NO₂和NO的體積比是

7：3

．

Answer 1

分析：（1）①根據平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積；
②先利用三段法求出各物質的物質的量，然后再根據平衡常數解除未知數，最后求出轉化率；
③根據溫度對平衡的影響以及平衡正向移動CO的平衡轉化率升高．
（2）①根據蓋斯定律來寫熱化學方程式；
②先配平方程式，然后根據方程式計算X值，再利用十字相乘法計算二氧化氮和一氧化氮的體積比．

解答：解：（1）該反應的平衡常數表達式為K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

，故答案為：K=

c(CO2)?c(H2)

c(CO)?c(H2O)

；
（2）CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始（mol）   0.20    0.20      0       0
反應（mol）   X        X        X       X  
平衡（mol） 0.20-X   0.20-X   X       X  
平衡常數K=

X? X

(0.20 -X)( 0.20 -X)

=1，解得X=0.10，
甲容器中CO的轉化率

0.10mol

0.20 mol

×100%=50%，
故答案為：0.10；50%；
③該反應CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H＜0為放熱反應，所以溫度降低，平衡向正反應方向移動，CO的平衡轉化率升高；
故答案為：降低；
（2）①CH₄（g）+4N0₂（g）=4NO（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-574kJ?mol^-1①
   CH₄（g）+4N0（g）=2N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-1160kJ?mol^-1   ②
由

①+②

2

得：CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=

-574kJ?mol-1-1160kJ?mol-1

2

=-867KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-867KJ/mol；
②3NO_x+2xNH₃=

3+2x

2

N₂+3xH₂O，
     3    2x
   3.0L  3.4L
所以x=1.7，故氮氧化物的分子式為NO_1.7，根據氮氧化物的平均化學式計算NO₂與NO的體積比，所以二氧化氮和一氧化氮的體積比為11.2：4.8=7：3，
故答案為：7：3；

點評：本題主要考查了化學平衡常數的計算、平衡的移動、蓋斯定律的運用以及化學計算，難度不大，根據所學知識即可完成．