Question

【題目】霧霾嚴重影響人們的生活，汽車尾氣的排放是造成霧霾天氣的重要原因之一。已知汽車尾氣排放時容易發生以下反應：

①N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H1＝ a kJ·mol-1

②CO(g)+1/2 O2(g)CO2(g) △H2＝ b kJ·mol-1

③2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3

請回答下列問題：

（1）△H3=_________kJ·mol-1(用含a、b的代數式表示)。

（2）對于有氣體參與的反應，則反應①的平衡常數表達式K＝___________。

（3）能說明反應③已達平衡狀態的標志是________(填字母)。

A．單位時間內生成1mol CO2的同時消耗了lmol CO

B．在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變

C．在絕熱恒容的容器中，反應的平衡常數不再變化

D．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數保持不變

（4）在一定溫度下，向體積為VL的恒容密閉容器中充入一定量的NO和CO，發生反應③。在t1時刻達到平衡，此時n(CO)=xmol，n(NO)=2xmol，n(N2)=ymol，則NO的平衡轉化率為____________(用含x、y的代數式表示)；t2時刻再向容器中充入ymolCO2，則此時v(正)_________(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。

（5）煙氣中也含有氮氧化物，C2H4可用于煙氣脫硝。為研究溫度、催化劑中Cu2＋負載量對NO去除率的影響，控制其它條件一定，實驗結果如右圖所示。為達到最高的NO去除率，應選擇的反應溫度約為______，Cu2＋負載量為_________。

Answer 1

【答案】2b-a C2(NO)/C(N2)﹒C(O2) CD < 350℃（300～400℃之間） 3%

【解析】

(1). 已知：①N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H1＝ a kJ·mol-1 ，②CO(g)+1/2 O2(g)CO2(g) △H2＝ b kJ·mol-1，根據蓋斯定律，②×2－①得2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H3=(2b-a)kJ·mol-1，故答案為：2b－a；

(2). 根據反應①N2(g)+O2(g) 2NO(g)的方程式可知，該反應的平衡常數表達式為：K=，故答案為：；

(3). A. 單位時間內生成1mol CO2的同時消耗了lmol CO，都體現正反應速率，不能說明正反應速率等于逆反應速率，故A錯誤；B. 在恒溫恒容的容器中，因混合氣體的密度一直保持不變，則混合氣體的密度不變，不能說明反應達到平衡狀態，故B錯誤；C. 在絕熱恒容的容器中，反應的平衡常數不再變化，說明體系溫度不變，正逆反應速率相等，故C正確；D. 在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數保持不變，說明正反應速率等于逆反應速率，反應達到平衡狀態，故D正確；答案選：CD；

(4). 在一定溫度下，向體積為VL的恒容密閉容器中充入一定量的NO和CO，發生反應③2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，在t1時刻達到平衡，此時n(CO)=xmol，n(NO)=2xmol，n(N2)=ymol，則NO反應的物質的量為2ymol，起始NO的物質的量為2xmol+2ymol，所以NO的平衡轉化率為：×100%=×100%，t2時刻再向容器中充入ymolCO2，平衡逆向移動，則此時v(正)<v(逆)，故答案為：×100%；<；

(5). 據圖可知，負載為3%時，相同溫度下NO去除率最高，當溫度在350℃左右時，去除NO的效果最好，故答案為：350℃（300～400℃之間）；3%。