目前.消除氮氧化物污染有多种方法. (1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知: ①CH4(g)+4NO2+CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝-574 kJ·mol-1 ②CH4＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝-1160 kJ·mol-1 ③H2O(g)＝H2O(l) ΔH＝-44．0 kJ·mol-1 写� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

（1）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝－574 kJ·mol^－¹

②CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol^－¹

③H₂O(g)＝H₂O(l) ΔH＝－44．0 kJ·mol^－¹

写出CH₄ (g)与NO₂ (g)反应生成N₂ (g) ,CO₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式_____________________

（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)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T^。C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______

A．容器内CO₂的浓度保持不变

B．v_正（N₂）=2 v_正（NO）

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

②在T^。C时．该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；

③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______

（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO₂和N₂,其反应为：

2CO＋2NO N₂＋2CO₂ΔH<0研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率．为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律、某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。

①上表中:a=_______,b=________,e=________

②请在给出的坐标图中，画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号

【答案】

（1） CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) ΔH＝－955 kJ·mol^－¹。

（2） ①BC②0．56③减小CO₂浓度

（3） ①280 1．20×10^-35．80×10^-3②

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律可知，①＋②＋③即得到CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH＝－955 kJ·mol^－¹。（2） ①在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以选项B正确；根据方程式可知，反应前后体积是不变的，所以压强始终是不变的，则a不能说明；b中反应速率的方向相反，但不能满足速率之比是相应的化学计量数之比，不正确；密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变化的；②反应进行到40min时，各种物质的浓度不再发生变化，说明反应已经达到平衡状态，则该反应的平衡常数K＝＝；③由表中的数据可以看到，在40min的时候，NO的浓度变小，说明反应向右进行，则N₂和CO₂增加，结果是只有N₂增加，而CO₂反而变小，只能说明是由于减小 CO₂的浓度造成反应向右进行，且向右进行使CO₂增加的量没有比CO₂减小的量多。（3）①因Ⅰ、Ⅱ比表面积不同，则应控制温度相同，所有浓度应控制相同来验证催化剂比表面积对速率的影响；Ⅱ、Ⅲ比表面积相同，温度不同，则所有浓度应控制相同来验证反应温度对速率的影响；故答案为：280； 1．20×10^-3；5．80×10^-3；②因Ⅰ、Ⅱ温度相同，催化剂对平衡移动无影响，则平衡不移动，但Ⅱ的速率大，则Ⅱ先达到化学平衡，Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同；而Ⅲ的温度高，则反应速率最大且平衡逆移，即达到化学平衡时c（NO）增大，故答案为：

考点：本试题考查了热化学方程式的书写，探究影响化学反应速率的因素；物质的量或浓度随时间的变化曲线；化学平衡的计算．

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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

①T₁℃时，该反应的平衡常数K=

0.56

（保留两位小数）．
②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是

减小CO₂的浓度

．
③若30min后升高温度至T₂℃，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△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染．已知：
①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44.0kJ?mol^-1
写出CH₄（g）与NO₂（g）反应生成N₂ （g）、CO₂ （g）和H₂O（1）的热化学方程式

CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-955 kJ?mol^-1

（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如下图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应
可表示为

NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅

．

（15分）随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)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) △H。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

①T₁℃时，该反应的平衡常数K＝                    （保留两位小数）。
②30min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30min后升高温度至T₂℃，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△H           0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
(2)用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H＝－574 kJ·mol^－¹
②CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)     △H＝－1160 kJ·mol^－¹
③H₂O(g)＝H₂O(l)  △H＝－44.0 kJ·mol^－¹
写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(1)的热化学方程式                         。
(3)以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为                                   。

(12分)随着氮氧化物污染的日趋严重，我国将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法：

（1）用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为：C（g）+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g) △H.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T₁℃）条件下反应，反应进行到不同时刻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

①T₁℃时，该反应的平衡常数K= （保留两位小数）

②30min后，改变某一条件，经过一段时间后反应重新达到平衡，则改变的条件可能是

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中的NO、N₂、CO₂的浓度之比为5:3:3，则该反应的△H （填“＞”、“＜”或“=”）0

（2）用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄（g）+4NO₂(g)=4NO(g)+CO₂(g)+2H₂0(g) △H=-574kJ.mol^-1

②CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=-1160kJ.mol^-1

③H₂O(g)=H₂O(l) △H=-44.0kJ.mol^-1

写出CH₄和NO₂反应生成N₂(g) 、CO₂(g)和 H₂O(l)的热化学方程式：

（3）选择性催化还原（SCR）脱硝技术是目前应用最广、最有效的烟气脱硝技术之一。该技术涉及以下反应：4NO(g)+4NH₃(g)+ O₂(g)=在4N₂(g)+ 6H₂O(g),在恒容的密闭容器中，下列有关说法中正确的是（填字母）

A．其他条件不变，使用高效催化剂，烟气中NO的转化率增大

B．单位时间内消耗NH₃和NO的物质的量之比为1:1时，反应达到平衡

C．其他条件不变时升高温度，反应的平衡常数减小

D．反应达到平衡后，再向容器中充入等量的反应物，再次达到平衡时，NO的转化率减小

（4）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，该电极的电极反应可表示为

（15分）随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

(1)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) △H。某研究小组向某恒容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下列各项不能作为判断反应达到化学平衡状态依据的是

A.容器内CO₂的浓度保持不变 B．v_正(N₂) ＝2 v_正(NO)

C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变

E．混合气体的平均相对分子质量保持不变

②T₁℃时，该反应的平衡常数K＝（保留两位小数）。

③30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是。

④若30min后升高温度至T₂℃，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△H 0（填“＞”、“ ＝”或“＜”）。

(2)用CH₄催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：

①CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－574 kJ·mol^－¹

②CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－1160 kJ·mol^－¹

③H₂O(g)＝H₂O(l) △H＝－44.0 kJ·mol^－¹

写出CH₄(g)与NO₂(g)反应生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(1)的热化学方程式。

(3)以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池装置如图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关电极反应可表示为。

（15分）随着氮氧化物污染的日趋严重，国家将于“十二五”期间加大对氮氧化物排放的控制力度。目前，消除氮氧化物污染有多种方法。

(1)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) △H。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

①T₁℃时，该反应的平衡常数K＝（保留两位小数）。

②30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是。