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 的熱化學方程式為：??????????? ???????????? 。

（2）利用NH3催化還原氮氧化物（SCR技術)。該技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術。 反應的化學方程式為: 為提高氮氧化物的轉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。其轉化流程如下:? NONO2N2。已知反應Ⅰ的化學方程式為2NO+ ClO2 + H2O ＝NO2 + HNO3 + HCl，則反應Ⅱ的化學方程式是???????? ????? ；若生成11.2 L N2（標準狀況），則消耗ClO2 ??????? g 。

（4）用活性炭還原法處理氮氧化物．有關反應為：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，反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下：

濃度/mol?L-1/ 時間/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，該反應的平衡常數K= ????????? （保留兩位小數）．②30min后，改變某一條件，反應重新達到平衡，則改變的條件可能是 ????????????? ．③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，則該反應的△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的濃度或減小反應體系的壓強或降低反應體系的溫度等

（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）由于反應的正反應氣體體積增大的放熱反應。所以提高氮氧化物的轉化率可采取的措施可以是通過增大NH3的濃度或減小反應體系的壓強或降低反應體系的溫度等措施來實施。（3）由題目提供的信息可知NO2與Na2SO3發生氧化還原反應：2NO2 + 4 Na2SO3 =N2 + 4 Na2SO4，從而消除了NOx對環境造成的污染。由方程式得關系式：2ClO2～2NO2 ～N2。n(N2)=0.5mol,所以n(ClO2)=1mol，m(ClO2)= 1mol×67.5g/mol=67.5g。（4）①T1℃時，該反應的平衡常數.②由表中數據可以看出30min后，c(CO2)減小，c(N2)卻逐漸增加c(NO)有所減少。說明改變的條件是減小c(CO2)。③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為5：3：3，<0.56。說明升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動。根據平衡移動原理:升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動。逆反應方向為吸熱反應，所以該反應的正反應為放熱反應。則該反應的△H ＜0．

考點：考查化學方程式、熱化學方程式的書寫、化學平衡常數的計算、外界條件對化學平衡移動的影響。