Question

汽车内燃机工作时产生的高温会引起N₂和O₂ 发生反应生成NO气体，其方程式为： N₂ (g) ＋O₂(g) 2NO (g)，该反应是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

（1）右图表示在T₁、T₂两种不同温度下，一定量的NO发生反应：2NO(g)N₂(g)＋O₂(g)。反应过程中N₂的体积分数随时间变化的图像。升高温度，则反应N₂ (g)＋O₂(g) 2NO (g)的平衡常数K将             （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）2000℃时，向容积为2 L的密闭容器中充入10 mol N₂与5 mol O₂，达到平衡后NO的物质的量为2 mol，则2000℃时反应N₂ (g)＋O₂(g) 2NO (g)的平衡常数K的数值为      。该温度下，若开始时向上述容器中充入N₂与O₂均为1 mol，则达到平衡后N₂的转化率为      。
（3）研究发现，用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H₁＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H₂＝―1160 kJ·mol^－1
若1 mol CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为      kJ。

Answer 1

（1）增大
（2）（或0.11）         （或14.3%）
（3）867

试题分析：（1）由图可以知道，2NO(g)N₂(g)＋O₂(g)为放热反应，所以N₂ (g)＋O₂(g) 2NO (g)为吸热反应，温度高，K增大；
（2）          N₂ (g)＋O₂(g) 2NO (g)
起始浓度mol/L  5       2.5        0
转化浓度mol/L  0.5     0.5         1
平衡浓度mol/L  4.5     2           1
所以，K=1×1÷（4.5×2）=，设N₂达到平衡的物质的量浓度为amol/L，根据平衡常数在同一温度下不变可以得到，=，解得a=，所以N₂达到平衡的物质的量为mol，反应的的物质的量为mol，所以达到平衡后N₂的转化率为。
（3）将CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)与CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)相加，可以得到2CH₄(g)＋4NO₂(g) ＝2CO₂(g)＋4H₂O(g) ＋2N₂(g)，△H＝－1734 kJ·mol^－1，所以1 mol CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为867KJ。
点评：该大题综合考查了化学平衡，热化学方程式，是高考的热门考点，该题的难度适中。