Question

【題目】CO還原脫硝技術可有效降低煙氣中的NOx的排放量。

（1）汽車在行駛過程中會產(chǎn)生有害氣體CO、NO，在催化劑作用下發(fā)生如下脫硝反應：，該反應平衡常數(shù)的表達式K=______________，在570 K時，K值極大，為1×1059，但汽車上仍需裝備尾氣處理裝置，其可能原因是________________。

（2）以Mn3O4 為脫硝反應的催化劑，研究者提出如下反應歷程，將歷程補充完整。

第一步：___________________________________；

第二步：

（3）T℃、2L密閉容器中，充入各1mol的CO和NO混合氣體，加入Mn3O4發(fā)生脫硝反應，t0 時達到平衡，測得反應過程中CO2的體積分數(shù)與時間的關系如下圖所示：

①比較大�。�a處v正______b處v逆（填“＞”、“＜”或“=”）

②若t0 =10min，反應從開始到達平衡CO氣體的平均反應速率v( CO) =_____。

③NO的平衡轉化率為______，T℃時反應的化學平衡常數(shù)K=_________。

④T℃時，某時刻測得體系中各物質的量如下：n（CO）=0.2mol，n（NO）=0.2mol，n（N2）=0.1mol，n（CO2）=0.2mol，則此時該反應_______進行（填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“處于平衡狀態(tài)”）。

Answer 1

【答案】 化學反應速率慢 Mn3O4＋2NO=3MnO2＋N2 ＞ 0.04 mol/(L·min) 80 % 320 向正反應方向

【解析】

（1）根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義，可寫出；汽車尾氣排放的速率較快，雖然該反應的平衡常數(shù)較大，但單位時間內轉化量較少，因此需要安裝尾氣處理裝置，其目的是提高化學反應速率；

故答案為：；化學反應速率慢；

（2）用總反應-第二步反應可得第一步反應為：Mn3O4＋2NO=3MnO2＋N2；

（3）

起始濃度（mol/L） 0.5 0.5 0 0

轉化濃度（mol/L） 2x 2x 2x x

平衡濃度（mol/L）0.5-2x 0.5-2x 2x x

由圖可知，=0.5，解得x=0.2

①由圖可知，a點時反應向正向進行，b點時反應達到平衡，由此可知va正>vb正=vb逆，故答案為：>；

②v(CO)==0.04mol/(L·min)；

③NO的平衡轉化率；

④該溫度下平衡常數(shù)K===320，該時刻各物質濃度為：c(CO)=0.1mol/L、c(NO)=0.1mol/L、c(N2)=0.05mol/L、c(CO2)=0.1mol/L，則濃度熵QC==5<K，故該時刻反應向正反應方向進行。