Question

【题目】雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气的排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应：

①N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H1＝ a kJ·mol-1

②CO(g)+1/2 O2(g)CO2(g) △H2＝ b kJ·mol-1

③2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3

请回答下列问题：

（1）△H3=_________kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。

（2）对于有气体参与的反应，则反应①的平衡常数表达式K＝___________。

（3）能说明反应③已达平衡状态的标志是________(填字母)。

A．单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO

B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变

C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化

D．在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变

（4）在一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③。在t1时刻达到平衡，此时n(CO)=xmol，n(NO)=2xmol，n(N2)=ymol，则NO的平衡转化率为____________(用含x、y的代数式表示)；t2时刻再向容器中充入ymolCO2，则此时v(正)_________(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。

（5）烟气中也含有氮氧化物，C2H4可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2＋负载量对NO去除率的影响，控制其它条件一定，实验结果如右图所示。为达到最高的NO去除率，应选择的反应温度约为______，Cu2＋负载量为_________。

Answer 1

【答案】2b-a C2(NO)/C(N2)﹒C(O2) CD < 350℃（300～400℃之间） 3%

【解析】

(1). 已知：①N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H1＝ a kJ·mol-1 ，②CO(g)+1/2 O2(g)CO2(g) △H2＝ b kJ·mol-1，根据盖斯定律，②×2－①得2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=(2b-a)kJ·mol-1，故答案为：2b－a；

(2). 根据反应①N2(g)+O2(g) 2NO(g)的方程式可知，该反应的平衡常数表达式为：K=，故答案为：；

(3). A. 单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO，都体现正反应速率，不能说明正反应速率等于逆反应速率，故A错误；B. 在恒温恒容的容器中，因混合气体的密度一直保持不变，则混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；C. 在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化，说明体系温度不变，正逆反应速率相等，故C正确；D. 在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变，说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态，故D正确；答案选：CD；

(4). 在一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中充入一定量的NO和CO，发生反应③2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，在t1时刻达到平衡，此时n(CO)=xmol，n(NO)=2xmol，n(N2)=ymol，则NO反应的物质的量为2ymol，起始NO的物质的量为2xmol+2ymol，所以NO的平衡转化率为：×100%=×100%，t2时刻再向容器中充入ymolCO2，平衡逆向移动，则此时v(正)<v(逆)，故答案为：×100%；<；

(5). 据图可知，负载为3%时，相同温度下NO去除率最高，当温度在350℃左右时，去除NO的效果最好，故答案为：350℃（300～400℃之间）；3%。