Question

【题目】近年来“雾霾”污染日益严重，原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体，火力发电厂释放出大量的NOx、SO2和CO2等气体也是其原因，现在对其中的一些气体进行了一定的研究：
（1）用 CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．
已知：①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣574 kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣1160 kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0 kJ/mol
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式： ．
（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g）△H=akJmol﹣1 ．
在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表：

	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①根据图表数据分析T1℃时，该反应在0﹣20min的平均反应速率V（NO）=；计算该反应的平衡常数K=；
②30min后，只改变某一条件，根据上表中的数据判断改变的条件可能是（填字母编号）．
A．通人一定量的CO2 B．加入合适的催化剂 C．适当缩小容器的体积
D．通人一定量的NO E．加入一定量的活性炭
③若50min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：1：1，则达到新平衡时NO的转化率（填“升高”或“降低”），a 0（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

【答案】
（1）2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1910kJ/mol
（2）0.042mol?L﹣1?min﹣1,BE,降低,＜
【解析】解：（1）由反应：①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣574 kJ/mol

②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣1160 kJ/mol

③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0 kJ/mol，由盖斯定律可知：2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=①+②+4×③=﹣574﹣1160﹣4×44=﹣1910kJ/mol，
所以答案是：2CH4（g）+4NO2（g）═2N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1910kJ/mol；
（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）= =0.042molL﹣1min﹣1；

C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），平衡浓度c（N2）=0.3mol/L；c（CO2）=0.3mol/L；c（NO）=0.4mol/L；反应的平衡常数K= = = ；

所以答案是：0.042molL﹣1min﹣1， ；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），依据图表数据分析，平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K= = = ，平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以可能是减小溶液体积后加入一定量一氧化氮；

A、通人一定量的CO2，新平衡状态下物质平衡浓度增大，故正确；

B、加入合适的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不改变化学平衡，故错误；

C、适当缩小容器的体积，反应前后体积不变，平衡状态物质浓度增大，故正确；

D、通入一定量的NO，新平衡状态下物质平衡浓度增大，故正确；

E、加入一定量的活性炭，碳是固体对平衡无影响，平衡不动，故错误；

所以答案是：BE；

③若50min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比从为2：1：1，氮气和二氧化碳难度之比始终为1：1，所以2：1＞4：3，说明平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时NO的转化率降低，说明逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，所以答案是：降低；＜．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡状态本质及特征和化学平衡的计算的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．