Question

【題目】霧霾天氣頻繁出現，嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。請回答下列問題：

（1）汽車尾氣中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反應為：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0。恒溫，恒容密閉容器中，下列說法中能說明該反應達到化學平衡狀態的是________

A.混合氣體的密度不再變化

B.容器內的壓強不再變化

C.N2、O2、NO的物質的量之比為1∶1∶2

D.氧氣的百分含量不再變化

（2）為減少SO2的排放，常采取的措施有：

①將煤轉化為清潔氣體燃料。

已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1

②洗滌含SO2的煙氣。

寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式：________________________。

（3）車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”之一。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭（假設無雜質）。一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1℃和T2℃時，測得各物質平衡時物質的量（n/mol）如下表：

物質 溫度/℃	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.10	0	0
T1	2.960	0.020	0.040	0.040
T2	2.975	0.050	0.025	0.025

①寫出NO與活性炭反應的化學方程式________________；

②計算上述反應T1℃時的平衡常數K1=________；若T1＜T2，則該反應的△H_______0(填“＞”、“＜”或“＝”）。

③上述反應T1℃時達到化學平衡后再通入0.1molNO氣體，則達到新化學平衡時NO的轉化率為________。

Answer 1

【答案】D C(s)+ H2O(g)= H2(g)+ CO(g) △H=+131.3kJ·mol- 1 C(g)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 4 < 不變

【解析】

（1）對于反應：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0，反應前后氣體的總質量不變，物質的量不變。

A.不管反應進行到什么程度，混合氣體的密度始終不變；

B.反應前后氣體的分子數不變，容器內的壓強始終不變；

C.N2、O2、NO的物質的量之比等于化學計量數之比，反應不一定達平衡狀態；

D.氧氣的百分含量不再變化，則反應達平衡狀態。

（2）已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1 ①

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1 ②

②-①，即可得焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式。

（3）① C + NO === E + F

起始量3.000mol 0.10mol 0 0

變化量 0.04mol 0.08mol 0.04mol 0.04mol

平衡量2.96mol 0.02mol 0.04mol 0.04mol

由此可得出四種物質的化學計量數之比為1:2:1:1，

從而得出NO與活性炭反應的化學方程式C+2NON2+CO2；

②上述反應T1℃時的平衡常數K1= ；若T1＜T2，則溫度升高，產物的濃度減小，說明平衡逆向移動，該反應的△H<0。

③上述反應T1℃時達到化學平衡后再通入0.1molNO氣體，相當于加壓，平衡不發生移動，則達到新化學平衡時NO的轉化率不變。

（1）對于反應：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0，反應前后氣體的總質量不變，物質的量不變。

A.不管反應進行到什么程度，混合氣體的密度始終不變，A不合題意；

B.反應前后氣體的分子數不變，容器內的壓強始終不變，B不合題意；

C.N2、O2、NO的物質的量之比等于化學計量數之比，反應不一定達平衡狀態，C不合題意；

D.氧氣的百分含量不再變化，則反應達平衡狀態，D符合題意。答案為：D；

（2）已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1 ①

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1 ②

②-①得，即可得焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式為C(s)+ H2O(g)= H2(g)+ CO(g) △H=+131.3kJ·mol- 1。答案為：C(s)+ H2O(g)= H2(g)+ CO(g) △H=+131.3kJ·mol- 1；

（3）① C + NO === E + F

起始量3.000mol 0.10mol 0 0

變化量 0.04mol 0.08mol 0.04mol 0.04mol

平衡量2.96mol 0.02mol 0.04mol 0.04mol

由此可得出四種物質的化學計量數之比為1:2:1:1，

從而得出NO與活性炭反應的化學方程式C(g)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)；

答案為：C(g)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)；

②上述反應T1℃時的平衡常數K1= ；若T1＜T2，則溫度升高，產物的濃度減小，說明平衡逆向移動，該反應的△H<0。答案為：4；<；

③上述反應T1℃時達到化學平衡后再通入0.1molNO氣體，相當于加壓，平衡不發生移動，則達到新化學平衡時NO的轉化率不變。答案為：不變。