Question

氮氧化物是大氣污染物之一，消除氮氧化物的方法有多種。

（1）利用甲烷催化還原氮氧化物。已知：

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

②CH4(g)＋4NO(g）＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）? △H ＝－1160 kJ/mol

則CH4 將NO2 還原為N2 的熱化學(xué)方程式為：??????????? ???????????? 。

（2）利用NH3催化還原氮氧化物（SCR技術(shù))。該技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。 反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是???????? ????????????????????????? （寫出1條即可）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物。其轉(zhuǎn)化流程如下:? NONO2N2。已知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NO+ ClO2 + H2O ＝NO2 + HNO3 + HCl，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是???????? ????? ；若生成11.2 L N2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則消耗ClO2 ??????? g 。

（4）用活性炭還原法處理氮氧化物．有關(guān)反應(yīng)為：C（s）+2NO（g）N2 （g）+CO2 （g）△H．某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO，恒溫（T1℃）條件下反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

濃度/mol?L-1/ 時(shí)間/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℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ????????? （保留兩位小數(shù)）．②30min后，改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，則改變的條件可能是 ????????????? ．③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，則該反應(yīng)的△H ?? 0（填“＞”、“=”或“＜”）．

 

Answer 1

【答案】

（1）CH4 (g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）?? △H ＝－867 kJ/mol

（2）增大NH3的濃度或減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)或降低反應(yīng)體系的溫度等

（3）2NO2 + 4 Na2SO3=N2 + 4 Na2SO4??? 67.5? （4）①0.56? ② 減少CO2濃度? ③ ＜

【解析】

試題分析：（1）（①＋②）÷2可得CH4 (g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g）?? △H ＝－867 kJ/mol。（2）由于反應(yīng)的正反應(yīng)氣體體積增大的放熱反應(yīng)。所以提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施可以是通過(guò)增大NH3的濃度或減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)或降低反應(yīng)體系的溫度等措施來(lái)實(shí)施。（3）由題目提供的信息可知NO2與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2NO2 + 4 Na2SO3 =N2 + 4 Na2SO4，從而消除了NOx對(duì)環(huán)境造成的污染。由方程式得關(guān)系式：2ClO2～2NO2 ～N2。n(N2)=0.5mol,所以n(ClO2)=1mol，m(ClO2)= 1mol×67.5g/mol=67.5g。（4）①T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù).②由表中數(shù)據(jù)可以看出30min后，c(CO2)減小，c(N2)卻逐漸增加c(NO)有所減少。說(shuō)明改變的條件是減小c(CO2)。③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，<0.56。說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理:升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。則該反應(yīng)的△H ＜0．

考點(diǎn)：考查化學(xué)方程式、熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響。