Question

19．近年来北京市汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物．
（1）一定量的NO发生分解的过程中，NO的转化率随时间变化的曲线如图所示．（已知：T₁＜T₂）
①反应2NO（g）?N₂（g）+O₂（g）为（填“吸热”或“放热）放热反应．
②一定温度下，能够说明反应2NO（g）
N₂（g）+O₂（g）已达到平衡的是（填序号）bc．
a．容器内的压强不发生变化
b．NO、N₂、O₂的浓度保持不变
c．NO分解的速率和NO生成的速率相等
d．单位时间内分解4mol NO，同时生成2mol N₂
（2）①当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NO_x，可用C_xH_y（烃）催化还原NO₂消除氮氧化物的污染．
已知：CH₄（g）+4NO₂（g）  4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
CH₄（g）+2NO₂（g） N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₃=-867kJ•mol^-1
△H₂=-1160kJ•mol^-1．
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳（CO）和氮氧化物（NO_x）转化为无毒气体，该反应的化学方程式为2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂．

Answer 1

分析 （1）①根据图象判断，b曲线先到达平衡，反应速率大，温度较高，而温度升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡向逆向移动，正反应放热；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析．
（2）①根据盖斯定律来解答；
②根据化学方程式的书写规则书写方程式．

解答 解：（1）①温度升高，NO的转化率减小，说明升高温度平衡向逆向移动，正反应放热，故答案为：放热；    
②a、该反应是反应气体体积不变的反应，所以无论反应是否达到平衡状态，体系的压强始终不变，故a错误；
b、NO、N₂、O₂的浓度保持不变，达到平衡状态，故b正确；
c、NO的正逆反应速率相等，所以达到平衡状态，故c正确；
d、单位时间内生成4molNO，同时消耗2molN₂，都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故d错误．
故答案为：bc；
（2）①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1    ①
      CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂                 ②
根据盖斯定律得：2CH₄（g）+4NO₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）+2N₂（g）△H₁+△H₂                    
1mol CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为867kJ，所以△H₁+△H₂=-1734kJ•mol^-1，则△H₂=-1734kJ•mol^-1+574kJ•mol^-1=-1160 kJ•mol^-1，
故答案为：-1160kJ•mol^-1；        
②氮的氧化物（用NO_X表示）与CO相互反应，生成N₂和CO₂．其化学方程式为：2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂，故答案为：2NO_x+2xCO═2xCO₂+N₂．

点评 本题考查化学平衡及相关计算和盖斯定律的应用以及方程式的书写，知识点较多，难度不大．