[题目]汽车尾气中CO.氮氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康.化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深人的研究.I.利用甲烷还原NOX①CH4(g)+4NO2 +CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ/mol ,②CH4 =2N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol . (1)甲烷直接将NO2 还原为N2的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】汽车尾气中CO、氮氧化物(NOx) 严重影响人们的生活和健康，化学工作者对氮氧化物的处理做了广泛而深人的研究。

I.利用甲烷还原NOX

①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ/mol ；

②CH4 (g)+4NO(g)=2N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol 。

(1)甲烷直接将NO2 还原为N2的热化学方程式为______________________________。

(2)在恒容(2L)密闭容器中充入1molCH4和2moINO2进行(1)中反应，CH4的平衡转化率φ。(CH4)与温度和压强的关系如图甲所示。

①若容器中的压强为p2，y 点； v 正________V逆(填“大于"“等于“或“小于”)。

②图中压强大小P1_______ P2

③X 点对应温度下反应的平衡常数K=______________ 。

II.某研究小组以Ag-ZSM-5为催化剂模拟汽车尾气的处理，实现NO和CO反应转化为无毒气体。同时利用反应放出的热量预热NO 和CO。实验测得NO的转化率随温度的变化如图乙所示。

(1)高于773K，NO的转化率降低的可能原因是_________________。

(2)为提高汽车尾气中NO的转化率，除了改变温度、压强外，还可以采取的措施有_________

【答案】CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol 大于＜ 0.25 该反应为放热反应，NO的平衡转化率随温度的升高而减小催化转化之前除去汽车尾气中的水蒸气

【解析】

I．（1）已知：①CH4(g)+4N02(g)=4NO(g)+C02(g)+2H2O(g) △H1＝-574kJ/mol；

②CH4(g)+4N0(g)=2N2(g)+C02(g)+2H2O(g) △H2＝-1160kJ/mol。

根据盖斯定律可知①＋②即得到甲烷直接将NO2 还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol。故答案为：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ/mol；

（2）①y点在曲线下方，要达到平衡状态，甲烷的转化率增大，正向移动，则y点：v正大于v逆。②化学反应为气体体积增大的反应，反应温度相同时，增大压强，平衡逆向移动，CH4的转化率减小，故p2＞p1。③x点甲烷转化率是0.5，则

CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

起始浓度（mol/L） 0.5 1 0 0 0

转化浓度（mol/L） 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5

平衡浓度（mol/L） 0.25 0.5 0.25 0.25 0.5

因此该温度下反应的平衡常数K=。故答案为：大于；＜；0.25；

II．（1）由于该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，答案为：该反应为放热反应，NO的平衡转化率随温度的升高而减小；

（2）根据图像可知存在水蒸气时转化率降低，因此为提高汽车尾气中NO的转化率，除了改变温度、压强外，还可以采取的措施有催化转化之前除去汽车尾气中的水蒸气。故答案为：催化转化之前除去汽车尾气中的水蒸气。

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图1 图2

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据②、③、④现象得出的结论是______________。

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