Question

随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫（SO₂）排放量减少8%，氮氧化物（NO_x）排放量减少10%．目前，消除大气污染有多种方法．
（1）处理NO_x的一种方法是利用甲烷催化还原NO_x．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ?mol^-1
则甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为

 

．
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器，发生如下反应：2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0．该反应的化学平衡常数表达式为K=

 

，
若在一定温度下，将  2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如右图所示．若改变反应条件，导致N₂浓度发生如图所示 的变化，则改变的条件可能是

 

（填序号）．①加入催化剂　     ②降低温度　     ③缩小容器体积　   ④增加CO₂的量．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）依据已知的热化学方程式利用盖斯定律解答；
（2）化学平衡常数K=

生成物浓度系数幂次方

反应物浓度系数幂次方

；氮气浓度缓慢增大，说明平衡正向移动且改变条件的瞬间氮气浓度没有变化．

解答： 解：（1）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
由盖斯定律（①+②）÷2得到CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mol^-1；
（2）反应2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H＜0，该反应的平衡常数表达式K=

[N2]?[CO2]2

[CO]2?[NO]2

，
①加入催化剂，平衡不移动，故不选；
②降低温度，平衡正向移动，故选；　
③缩小容器体积，氮气浓度应瞬时增大，平衡再正向移动，故不选；
④增加CO₂的量，平衡逆向，故不选；
故答案为：

[N2]?[CO2]2

[CO]2?[NO]2

；②．

点评：本题考查了盖斯定律的应用、平衡常数表达式的书写、平衡移动及图象分析，是一道综合考查题，难度不大．