[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NOX①CH4(g)+4NO2 +CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ/mol ,②CH4 =2N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol . (1)甲烷真接将NO2 还原为N2的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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）甲烷真接将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______________（填序号）。

A.平衡常数变大 B.催化剂的活性降低 C.反应活化能增大

（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 △H=-867kJ/mol 大于 < 0.25mol/L B 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)+4NO2(g)=4NO(g) +CO2(g)+H2O(g) △H1=-574kJ/mol ；

②CH4 (g)+4NO(g)=2N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol。根据盖斯定律，由得反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O △H=（△H1+△H2）==-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，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，甲烷的转化率减小，故P2 <P1；③X 点甲烷的转化率为0.5，则

CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+ CO2(g)+2H2O

起始浓度(mol/L) 0.5 1 0 0 0

改变浓度(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

K==0.25 mol/L；II. （1）正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数变小，因此高于773K，NO的转化率降低的可能原因是催化剂的活性降低，答案选B；（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。