Question

9．汽车尾气是城市空气的主要污染物，如何减少汽车尾气（CO、NOx等）的污染是重要的科学研究课题．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃
则4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=3△H₃-2△H₁-2△H₂（用含△H₁、△H₂、△H₃的式子表达）
（2）汽车尾气中的CO、NOx都需要除去，有人设想按下列反应除去CO；2CO（g）=2C（s）+O2（g）已知该反应在任何温度下都不能自发进行，因此该设想便不能实现．由此判断该反应的△H大于0
目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可以减少CO、NO的污染，其化学反应方程式为2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（3）可用活性炭还原法处理氮氧化物．有关反应的化学方程式为：C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H＞0某研究小组向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表：

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

则，30min后，改变某一条件，平衡发生了移动，则改变的条件是减少CO₂浓度；若升高温度，NO浓度将减小（填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）依据热化学方程式和盖斯定律，构造所需热化学方程式计算得到；
（2）根据G=△H-T•△S判断反应能否自发进行；催化条件下，CO、NO反应生成氮气和二氧化碳；
（3）根据表中数值知，NO、二氧化碳的浓度减小，氮气的浓度增大，说明改变条件是分离出二氧化碳物质；反应是吸热反应，升温平衡正向进行．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H₁
②N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₂
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₃，
利用盖斯定理，将③×3-②×2-①×2可得，4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=3△H₃-2△H₁-2△H₂，
故答案为：3△H₃-2△H₁-2△H₂；
（2）2CO（g）=2C（s）+O₂（g），根据G=△H-T•△S，G＞0，不能实现，该反应是焓增、熵减的反应，则△H 大于0，催化条件下，CO、NO反应生成氮气和二氧化碳，方程式为2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2CO₂，
故答案为：大于；2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（3）根据表中数值知，NO、二氧化碳的浓度减小，氮气的浓度增大，说明改变条件是分离出二氧化碳物质，反应是吸热反应，升温平衡正向进行，一氧化氮浓度减小，
故答案为：减少CO₂浓度；减小．

点评 本题考查了热化学 方程式和盖斯定律计算应用等知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握盖斯定律的应用，题目难度中等．