[题目]近年来.雾霾天气多次肆虐全国各地.其中.燃煤的烟道气和汽车尾气中含有的氮氧化合物是造成空气污染的原因之一.(1)用CH4催化还原氮氧化物.已知CH4 (g)+2O2 (g)＝CO2 (g)+2H2O (l);ΔH1＝a kJ/mol.欲计算反应CH4 ＝2N2 (g)+CO2 (g)+2H2O (l)的焓变ΔH2 . 则还需要查找某化合反应� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】近年来，雾霾天气多次肆虐全国各地。其中，燃煤的烟道气和汽车尾气中含有的氮氧化合物是造成空气污染的原因之一。

（1）用CH4催化还原氮氧化物。已知CH4 (g)＋2O2 (g)＝CO2 (g)＋2H2O (l);ΔH1＝a kJ/mol，欲计算反应CH4 (g)＋4NO (g)＝2N2 (g)＋CO2 (g)＋2H2O (l)的焓变ΔH2 ，则还需要查找某化合反应的焓变ΔH3，当反应中各物质化学计量数之比为最简整数比时 ΔH3 = b kJ/mol，则该反应的热化学方程式为____________________。据此计算出ΔH2 =_______kJ/mol（用含a和b的式子表示）。

（2）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C(s) + 2NO(g)N2 (g) + CO2 (g) ΔH。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

浓度/mol·L－1 时间/min	NO	N2	CO2
0	0.100	0	0
10	0.058	0.021	0.021
20	0.040	0.030	0.030
30	0.040	0.030	0.030
40	0.032	0.034	0.017
50	0.032	0.034	0.017

① T1℃时，该反应的平衡常数K=___________（保留两位小数）。

② 30 min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是________________。

③ 若30 min后升高温度至T2℃/span>，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，则该反应的ΔH____________0（填“>”、“=”或“<”）。

【答案】N2(g) + O2(g)＝2NO(g) H3 = b kJ/mol a－2b 0.56 减少CO2的浓度＜

【解析】

(1)根据盖斯定律将相关的热化学方程式加合运算。

(2) ①由表格数据可知反应进行到第20min时达到平衡状态，根据表格数据直接代入平衡常数表达式中计算即可。②从30min到40min，各NO浓度减小0.008mol/L，N2浓度增加了0.004mol/L，CO2浓度减小了0.013mol ,CO2浓度减小与NO和N2变化趋势不符合事实，说明改变的条件是从反应体系中分离出CO2使其浓度降低。③分析温度改变前后NO、N2、CO2浓度之比的变化即可得到答案。

(1)已知CH4 (g)＋2O2 (g)＝CO2 (g)＋2H2O (l);ΔH1＝a kJ/mol①，CH4 (g)＋4NO (g)＝2N2 (g)＋CO2 (g)＋2H2O (l);ΔH2 ②，根据盖斯定律，将[①-②]÷2得“某化合反应”的热化学方程式：O2(g)+N2(g)=2NO(g), ΔH3= bkJ/mol。根据ΔH3==bkJ/mol，解得ΔH2=ΔH1－2b=a－2bkJ/mol。

(2)①由表格数据可知反应进行到第20min时达到平衡状态，平衡常数K==。②从30min到40min，由表格数据知NO浓度减小了0.04mol/L-0.032mol/L=0.008mol/L，N2浓度增加了0.034mol/L-0.03mol/L=0.004mol/L，CO2浓度减小了0.03mol/L-0.017mol/L=0.013mol，NO和N2的浓度变化量符合计量数之比，而CO2浓度减小且减小量较大，因此可推知改变的条件是减小CO2的浓度。③第30min达到平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比为0.04:0.03:0.03=4:3:3，而升高温度到T20C达到平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3，比较两个比值可知NO的浓度增大了，说明升温平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，逆反应是吸热反应，所以正反应为放热反应即ΔH<0。

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