Question

【題目】環(huán)境保護(hù)是現(xiàn)代的世界性課題，人類已在多方面取得了突破性進(jìn)展。

（1）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)氮氧化物的儀器--動(dòng)態(tài)庫(kù)侖儀已獲得實(shí)際應(yīng)用．它的工作原理如下圖所示，NiO電極上NO發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ______。

（2）使用稀土催化劑有效消除汽車尾氣中的、碳?xì)浠�合物也已逐漸成為成熟技術(shù)．壓縮天然氣汽車?yán)�用這一技術(shù)將、轉(zhuǎn)化成無(wú)毒物質(zhì)，相關(guān)反應(yīng)為：

①

②

③

則 ______（用和表示）。

（3）實(shí)驗(yàn)室在恒壓下，將和置于密閉容器中發(fā)生反應(yīng)③，測(cè)得在不同溫度、不同投料比時(shí)，的平衡轉(zhuǎn)化率如下表：

投料比	400K	500K	600K
1
2

①在與反應(yīng)時(shí)，可提高轉(zhuǎn)化率的措施有 ______填編號(hào)。

A 增加催化劑的表面積 改用高效催化劑 降低溫度

D 增大壓強(qiáng) 分離出 減小

②時(shí)，將投料比為1的和的混合氣體共，充入容積為2L的裝有催化劑的密閉容器中，反應(yīng)經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡，試計(jì)算反應(yīng)在該溫度時(shí)的平衡常數(shù)______。（寫出計(jì)算過(guò)程，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

③若溫度不變，在反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)將容器的容積快速壓縮為1L，請(qǐng)?jiān)诖痤}卷表格中畫出內(nèi)，容器中物質(zhì)的量濃度c隨時(shí)間變化的曲線圖______。

（4）SNCR是一種新型的煙氣脫氮環(huán)保技術(shù)，在有氧條件下，其脫氮原理是：和在催化劑表面的反應(yīng)隨溫度的變化曲線如圖所示，圖中曲線表明，隨著反應(yīng)溫度的升高，在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率有一明顯的下降過(guò)程，其原因可能是回答兩條： ______。

Answer 1

【答案】 脫氮反應(yīng)是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后升高溫度，平衡逆向移動(dòng);溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)：

【解析】

（1）根據(jù)圖片知，鉑電極上氧氣得電子作正極，NiO電極上NO失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2；

（2）根據(jù)方程式①②的加減得出化學(xué)方程式③，焓變相應(yīng)的加減，從而計(jì)算出△H3；

（3）①A．催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響；

B．催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響；

C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正移；

D．增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；

E．減少生成物的濃度，平衡正移；

F．由表中數(shù)據(jù)可知，越大，NO2轉(zhuǎn)化率越小；

②400K時(shí)，將投料比為1的NO2和CH4的混合氣體共0.40mol，則NO2和CH4各為0.2mol，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%，利用三段式求出平衡濃度，再求平衡常數(shù)K；

③從0～5min，CO2的濃度從0逐漸增大到0.03mol/L，5min～10min，CO2的濃度保持不變，在10min時(shí)將容器的容積快速壓縮為1L，CO2的濃度瞬間變?yōu)?/span>0.06mol/L，然后逐漸減小，達(dá)到平衡時(shí)，CO2平衡濃度大于0.03 mol/L；

（4）反應(yīng)4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJmol-1是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，溫度升高時(shí)還會(huì)發(fā)生氨氣的催化氧化。

(1)負(fù)極NiO上一氧化氮失電子和氧離子反應(yīng)生成二氧化氮，電極反應(yīng)式為，故答案為：；

(2)由蓋斯定律可知，方程式③=×(②+①)則，故答案為：；

(3)①A、催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，則增加催化劑的表面積，轉(zhuǎn)化率不變，故A錯(cuò)誤；

B、催化劑對(duì)轉(zhuǎn)化率無(wú)影響，改用高效催化劑，轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；

C、該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正移，則轉(zhuǎn)化率增大，故C正確；

D、增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，則平衡向逆方向移動(dòng)，所以轉(zhuǎn)化率減小，故D錯(cuò)誤；

E、減少生成物的濃度，平衡正移，所以分離出，平衡正移，則轉(zhuǎn)化率增大，故E正確；

F.由表中數(shù)據(jù)可知，越大，轉(zhuǎn)化率越小，減小，轉(zhuǎn)化率增大，故F正確；

CEF正確，故答案為：CEF；

②400K時(shí)，將投料比為1的和的混合氣體共，則和各為，的平衡轉(zhuǎn)化率為，依題意建立如下三段式：

始： 00 0

變：

平：

，故答案為：；

③從0～5min，的濃度從0逐漸增大到，，的濃度保持不變，在10min時(shí)將容器的容積快速壓縮為1L，的濃度瞬間變?yōu)?/span>，然后逐漸減小，達(dá)到平衡時(shí)，平衡濃度大于，則用圖表示為，

故答案為：；

(4)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，溫度升高時(shí)還會(huì)發(fā)生氨氣的催化氧化，故答案為：脫氮反應(yīng)是放熱反應(yīng)，達(dá)到平衡后升高溫度，平衡逆向移動(dòng)；溫度升高發(fā)生了副反應(yīng)：