题目内容
【题目】汽车尾气中CO、氮氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康，化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深人的研究。
I.利用甲烷还原NOX
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ/mol ；
②CH4 (g)+4NO(g)=2N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol 。
(1)甲烷直接将NO2 还原为N2的热化学方程式为______________________________。
(2)在恒容(2L)密闭容器中充入1molCH4和2moINO2进行(1)中反应，CH4的平衡转化率φ。(CH4)与温度和压强的关系如图甲所示。
①若容器中的压强为p2，y 点； v 正________V逆(填“大于"“等于“或“小于”)。
②图中压强大小P1_______ P2
③X 点对应温度下反应的平衡常数K=______________ 。
II.某研究小组以Ag-ZSM-5为催化剂模拟汽车尾气的处理，实现NO和CO反应转化为无毒气体。同时利用反应放出的热量预热NO 和CO。实验测得NO的转化率随温度的变化如图乙所示。
(1)高于773K，NO的转化率降低的可能原因是_________________。
(2)为提高汽车尾气中NO的转化率，除了改变温度、压强外，还可以采取的措施有_________
【答案】CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol 大于 ＜ 0.25 该反应为放热反应，NO的平衡转化率随温度的升高而减小 催化转化之前除去汽车尾气中的水蒸气
【解析】
I．（1）已知：①CH4(g)+4N02(g)=4NO(g)+C02(g)+2H2O(g) △H1＝-574kJ/mol；
②CH4(g)+4N0(g)=2N2(g)+C02(g)+2H2O(g) △H2＝-1160kJ/mol。
根据盖斯定律可知①＋②即得到甲烷直接将NO2 还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol。故答案为：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol；
（2）①y点在曲线下方，要达到平衡状态，甲烷的转化率增大，正向移动，则y点：v正大于v逆。②化学反应为气体体积增大的反应，反应温度相同时，增大压强，平衡逆向移动，CH4的转化率减小，故p2＞p1。③x点甲烷转化率是0.5，则
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
起始浓度（mol/L） 0.5 1 0 0 0
转化浓度（mol/L） 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
平衡浓度（mol/L） 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5
因此该温度下反应的平衡常数K=
。故答案为：大于；＜；0.25；
II．（1）由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，答案为：该反应为放热反应，NO的平衡转化率随温度的升高而减小；
（2）根据图像可知存在水蒸气时转化率降低，因此为提高汽车尾气中NO的转化率，除了改变温度、压强外，还可以采取的措施有催化转化之前除去汽车尾气中的水蒸气。故答案为：催化转化之前除去汽车尾气中的水蒸气。
