Question

【題目】近年來，我國機(jī)動(dòng)車保有量持續(xù)增長，汽車尾氣排放已成為城市的主要污染源，汽車尾氣催化凈化成為及其重要的環(huán)保產(chǎn)業(yè)。回答下列問題：

(1)用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) △H<0。 在T1℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如下：

	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.68	0.50	0.50	0.60	0.60
N2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30
CO2	0	0.16	0.25	0.25	0.30	0.30

①第一次達(dá)平衡時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為_____________ ，T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝_______________。

②30min后只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是___________;

③若保持與上述反應(yīng)前30min的反應(yīng)條件不變，起始時(shí)NO的濃度為2.50mol·L-1，則反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(NO)=________。

④若升高溫度為T2℃，該反應(yīng)是平衡常數(shù)K減小，原因是_______________。

(2)在汽車排氣管加裝催化轉(zhuǎn)換器，可有效降低污染物的濃度。已知，催化轉(zhuǎn)換器的效率計(jì)算：

ηi= ×100%。ηi為排氣污染物i的催化效率；c1(i)為排氣污染物i在入口處的濃度；c2(i)為排氣污染物i在出口處的濃度。JPG三元催化劑的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

	溫度/℃	流量/(m3·h-1)	CxHy/(106ppm)	CO/%	NOx/(106ppm)
入口	100	0.2	139	2.66	21
出口			31	0	0

①在上述條件下，η(CO)、η(NOx)均達(dá)100%，η(CxHy)=_____________。

②兩種不同的催化劑JFG和HPA-8在不同溫度、流量下CxHy的去除率如圖所示：

比較兩種催化劑在不同溫度下對CxHy的轉(zhuǎn)化效率，由此可得出的結(jié)論是____________。

Answer 1

【答案】 50% 0.25 縮小容器的體積或通入一定量的NO或通入少量等物質(zhì)的量的N2、CO2（答出一條即可） 1.25 mol·L-1 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故溫度升高，平衡常數(shù)減小 77.7% 100~200℃，JFG對CxHy的去除率優(yōu)于HPA-8，300℃時(shí)，HPA-8對CxHy的去除率要好于JFG（合理答案均可）

【解析】試題分析：(1)①利用“三段式”計(jì)算轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)；②根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素分析；③根據(jù)平衡常數(shù)不變計(jì)算。④若升高溫度，該反應(yīng)是平衡常數(shù)K減小，說明平衡逆向移動(dòng)；(2) ①根據(jù)ηi= ×100%計(jì)算；②根據(jù)圖像分析。

解析：(1)①

NO的轉(zhuǎn)化率為 50%；平衡常數(shù)= 0.25；

②30min后反應(yīng)物、生成物濃度都增大，但平衡常數(shù)沒變，根據(jù)影響平衡移動(dòng)的因素，可能改變的條件是縮小容器的體積或通入一定量的NO或通入少量等物質(zhì)的量的N2、CO2；③根據(jù)平衡常數(shù)不變計(jì)算

,x=0.625，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(NO)=2.5-1.25=1.25 mol·L-1。④若升高溫度，該反應(yīng)是平衡常數(shù)K減小，說明平衡逆向移動(dòng)，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；(2) ①根據(jù)ηi= ×100%=77.7%；②根據(jù)圖像，100~200℃，JFG對CxHy的去除率優(yōu)于HPA-8，300℃時(shí)，HPA-8對CxHy的去除率要好于JFG。