Question

汽车尾气净化反应：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），请回答下列问题：
（1）对于气相反应，用某组分B平衡时的分压p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数，记作K_P，则该反应的平衡常数K_P表达式为

 

；
（2）已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
则2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）的△H=

 

，该反应能自发进行的条件

 

（填“高温”、“低温”或“任意温度”）；
（3）在一定温度下，向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO．在t₁时刻达到平衡状态，此时n（CO）=a mol，n（NO）=2a mol，n（N₂）=b mol．
①若保持体积不变，再向容器中充入n（CO₂）=b mol，n（NO）=a mol，则此时v_正

 

v_逆（填“＞”、“=”或“＜”）；
②在t₂时刻，将容器迅速压缩到原容积的

1

2

，在其它条件不变的情况下，t₃时刻达到新的平衡状态．请在图1中补充画出t₂-t₃-t₄时段N₂物质的量的变化曲线．

（4）汽车使用乙醇汽油并不能减少NO_x的排放，这使NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题．某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如图2所示．
①若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为

 

；在n（NO）/n（CO）=1的条件下，应控制的最佳温度在

 

左右；
②目前对氮氧化物（NO_x）进行治理的方法比较多，其中吸附/吸收法广受欢迎．下列物质适合作为NO_x吸收剂的是

 

A．活性炭       B．氨水      C．酸性尿素溶液      D．硫酸．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡常数的含义

专题：

分析：（1）对于气相反应，用某组分B平衡时的分压p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数等于生成物平衡分压幂次方乘积除以反应物平衡分压幂次方乘积；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式，反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0；
（3）①根据三行式结合化学平衡的移动知识来计算分析；
②压缩容器体积，增大了压强，正逆反应速率增大，平衡向着气体体减小的方向移动，据此画出从t₂-t₃-t₄时段，正反应速率的变化曲线；
（4）①分析图象的曲线变化特征判断，升高温度，发现NO的分解率降低，说明反应向逆反应方向进行，该反应放热；
②吸收氮氧化物可以利用活性炭的吸附作用吸收，也可以利用和碱溶液反应被吸收，酸性尿素法吸收率达到99.95%，氮氧化物形成亚硝酸和尿素反应生成二氧化碳、氮气和水，硫酸不能吸收氮氧化物；

解答： 解：（1）2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），对于气相反应，用某组分B平衡时的分压p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数等于生成物平衡分压幂次方乘积除以反应物平衡分压幂次方乘积，平衡常数为：K_P=

p(N2)p2(CO2)

p2(NO)p2(CO)

；
故答案为：

p(N2)p2(CO2)

p2(NO)p2(CO)

；
（2）①N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-393.5kJ?mol^-1
③2C（s）+O₂（g）=2CO（g）△H=-221kJ?mol^-1
依据盖斯定律计算②×2-③-①得到热化学方程式：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.5KJ?mol^-1；反应△S＜0，△H＜0，满足△H-T△S＜0，需要在低温下能自发进行；
故答案为：-746.5KJ?mol^-1，低温；
（3）在一定温度下，向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO．在t₁时刻达到平衡状态，此时n（CO）=a mol，n（NO）=2a mol，n（N₂）=b mol．依据化学平衡三段式列式计算
              2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量（mol）  2a+2b   a+2b       0        0
变化量（mol）   2b       2b        b       2b
平衡量（mol）   2a       a        b       2b  
①若保持体积不变，再向容器中充入n（CO₂）=b mol，n（NO）=a mol，正逆进行程度相同，平衡不动，正逆反应速率相同；
故答案为：=；     
②在t₂时刻，将容器迅速压缩到原容积的

1

2

，在其它条件不变的情况下，瞬间氮气物质的量不变，浓度增大，相当于增大压强，平衡正向进行，氮气物质的量增大，最后不变，t₃时刻达到新的平衡状态如图；
故答案为：；
（4）①升高温度，发现NO的分解率降低，说明反应向逆反应方向进行，该反应放热；由图可知，在

n(NO)

n(CO)

=1的条件下，870℃时，NO还原为N₂的转化率为100%，
故答案为：NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行；870℃或相近温度；
②吸收氮氧化物可以利用活性炭的吸附作用吸收，也可以利用和碱溶液反应被吸收，用氨水吸收氮氧化物生成硝酸盐、亚硝酸盐；酸性尿素法吸收率达到99.95%，氮氧化物形成亚硝酸和尿素反应生成二氧化碳、氮气和水，硫酸不能吸收氮氧化物；
故答案为：ABC；

点评：本题考查盖斯定律的应用、放热反应与吸热反应、热化学方程式的书写．难度中等．根据图象分析出分解率的变化特点是解题的关键．