Question

【題目】汽車內燃機工作時會引起N2和O2的反應：N2+O22NO，是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。

（1）在T1、T2溫度下，一定量的NO（g）發生分解反應時，N2的體積分數隨時間變化如圖所示，根據圖像判斷反應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秒后達到平衡，測得NO的物質的量為2mol，則該反應的速率v(N2)=_________。該溫度下，若增大壓強此反應的平衡常數將_________（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”），若向上述容器中再充入2molN2(g)與1molO2(g)，則再次達到平衡時O2的轉化率________（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”）。

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

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）根據圖像可知，T2溫度可逆反應先達平衡，說明溫度T2＞T1；T1向T2轉變，即升溫過程中，N2的體積分數減小，說明平衡正向移動，即正向為吸熱反應，△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)；平衡常數只是溫度的函數，溫度不變，平衡常數不變；

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

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