Question

燃煤废气、汽车尾气中的氮氧化物（NO_x）、一氧化碳等有害气体，常用下列方法处理，以减少对环境的污染。

   （1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物，如：

       CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)  △H ＝-574 kJ·mol^-1

       CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H ＝-1160 kJ·mol^-1

        则1molCH₄将NO₂还原为N₂的反应热为     ；

（2）除氮氧化物及CO外，汽车尾气中还含有碳氢化合物等污染物，下图是汽车尾气转化研究的示意图：表示的是Pt/Al₂O₃/Ba表面吸附与解吸作用的机理，氮氧化物是NO₂，碳氢化合物是CxHy，写出两者反应的化学方程式：     ，Pt/Al₂O₃/Ba的作用是     ；

（3）平衡常数K的数值大小，是衡量化学反应进行程度的标志，K的数值越大，化学反应的限度越大，反应物反应的越充分。在25℃时，下列反应的平衡常数如下：

N₂(g)＋O₂(g) 2NO(g)                        K₁＝1×10^－30   ㈠

2H₂(g)＋O₂(g) 2H₂O(g)                  K₂＝2×10⁸¹    ㈡

2CO₂ (g) 2CO(g)＋O₂(g)                  K₃＝4×10^－92   ㈢

①常温下，反应2H₂O(g)   2H₂(g) +O₂(g) 平衡常数K＝      ；

②关于以上反应，下列说法正确的是     

A．常温下，NO，H₂O，CO₂三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序：NO＞H₂O＞CO₂

B．若升高温度，反应㈢的平衡常数K₃将增大

C．若只增加压强，且反应物、生成物状态不变，反应㈠平衡不发生移动，平衡常数不变；反应㈡平衡朝正向移动，平衡常数增大

D．若增加汽车发动机空气的进气量，可同时减少氮氧化物和一氧化碳的排放

③基于环保法规，要求改装汽车尾气处理装置，达到使氮氧化物（NO）、一氧化碳转化为无污染、可排放的气体的目的。改装的方法主要是加入有效催化剂，请你根据以上有关数据分析，在不改变其它条件的情况下，可使用催化剂除污染气体的原因：      。

 

Answer 1

（12分）

（1）—868 kJ·mol^－1 （2分）  （2）CxHy+(x+y/4)NO₂ xCO₂+(x/2+y/8)N₂+y/2H₂O， （2分） 催化剂 （1分）   （3）① 5×10^－82 （2分）② AB （2分）

③ 反应2CO＋2NO＝2CO₂＋N₂的K＝1/K₁K₂＝2.5×10¹²¹，K数值很大，反应进行完全，若使用合适催化剂加快反应速率，可以除去污染气体（3分）

解析: