Question

【题目】雾霾天气频繁出现，严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：

（1）汽车尾气中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0。恒温，恒容密闭容器中，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________

A.混合气体的密度不再变化

B.容器内的压强不再变化

C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2

D.氧气的百分含量不再变化

（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：

①将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1

②洗涤含SO2的烟气。

写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：________________________。

（3）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”之一。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭（假设无杂质）。一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得各物质平衡时物质的量（n/mol）如下表：

物质 温度/℃	活性炭	NO	E	F
初始	3.000	0.10	0	0
T1	2.960	0.020	0.040	0.040
T2	2.975	0.050	0.025	0.025

①写出NO与活性炭反应的化学方程式________________；

②计算上述反应T1℃时的平衡常数K1=________；若T1＜T2，则该反应的△H_______0(填“＞”、“＜”或“＝”）。

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为________。

Answer 1

【答案】D C(s)+ H2O(g)= H2(g)+ CO(g) △H=+131.3kJ·mol- 1 C(g)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 4 < 不变

【解析】

（1）对于反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0，反应前后气体的总质量不变，物质的量不变。

A.不管反应进行到什么程度，混合气体的密度始终不变；

B.反应前后气体的分子数不变，容器内的压强始终不变；

C.N2、O2、NO的物质的量之比等于化学计量数之比，反应不一定达平衡状态；

D.氧气的百分含量不再变化，则反应达平衡状态。

（2）已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1 ①

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1 ②

②-①，即可得焦炭与水蒸气反应的热化学方程式。

（3）① C + NO === E + F

起始量3.000mol 0.10mol 0 0

变化量 0.04mol 0.08mol 0.04mol 0.04mol

平衡量2.96mol 0.02mol 0.04mol 0.04mol

由此可得出四种物质的化学计量数之比为1:2:1:1，

从而得出NO与活性炭反应的化学方程式C+2NON2+CO2；

②上述反应T1℃时的平衡常数K1= ；若T1＜T2，则温度升高，产物的浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应的△H<0。

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，相当于加压，平衡不发生移动，则达到新化学平衡时NO的转化率不变。

（1）对于反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0，反应前后气体的总质量不变，物质的量不变。

A.不管反应进行到什么程度，混合气体的密度始终不变，A不合题意；

B.反应前后气体的分子数不变，容器内的压强始终不变，B不合题意；

C.N2、O2、NO的物质的量之比等于化学计量数之比，反应不一定达平衡状态，C不合题意；

D.氧气的百分含量不再变化，则反应达平衡状态，D符合题意。答案为：D；

（2）已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=－241.8kJ·mol-1 ①

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ·mol- 1 ②

②-①得，即可得焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)+ H2O(g)= H2(g)+ CO(g) △H=+131.3kJ·mol- 1。答案为：C(s)+ H2O(g)= H2(g)+ CO(g) △H=+131.3kJ·mol- 1；

（3）① C + NO === E + F

起始量3.000mol 0.10mol 0 0

变化量 0.04mol 0.08mol 0.04mol 0.04mol

平衡量2.96mol 0.02mol 0.04mol 0.04mol

由此可得出四种物质的化学计量数之比为1:2:1:1，

从而得出NO与活性炭反应的化学方程式C(g)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)；

答案为：C(g)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)；

②上述反应T1℃时的平衡常数K1= ；若T1＜T2，则温度升高，产物的浓度减小，说明平衡逆向移动，该反应的△H<0。答案为：4；<；

③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体，相当于加压，平衡不发生移动，则达到新化学平衡时NO的转化率不变。答案为：不变。