Question

【题目】雾霾天气严重影响人们的生活，汽车尾气所排放的氮氧化物及燃煤所排放的硫氧化物是造成雾霾的重要原因。

（1）NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示：

① 由图1可知，SCR技术中的氧化剂为__________________。

已知c(NO2)∶c(NO)＝1∶1时脱氮效果最佳，若生成1molN2时反应放出的热量为QkJ。此时对应的脱反应的热化学方程式为___________。

② 图2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为________________。

（2）改善能源结构是治理雾霾问题的最直接有效途径。二甲醚是一种清洁能源，可用合成气在催化剂存在下制备二甲醚，其反应原理为：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH，已知在一定条件下，该反应中CO的平衡转化率α随温度、投料比的变化曲线如图3所示。

① a、b、c按由大到小的顺序排序为____________；ΔH_____0(填“>”“<”或“=”)。

②在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是__________。

A. 一氧化碳的转化率减小 B. 容器的压强增大 C. 化学平衡常数K值减小 D. 逆反应速率先增大后减小 E. 混合气体的密度增大

Answer 1

【答案】NO、NO22NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2QkJ·mol－1Mn、200℃左右a>b>c<CD

【解析】

（1）①由图1知氮氧化物中的氮元素价态降低，故NO、NO2是氧化剂；已知c(NO2)∶c(NO)＝1∶1时脱氮效果最佳，设氨气为xmol, NO2和NO各为1mol，根据电子得失守恒可知：3x=1×4+1×2，x=2，据此可知反应的方程式为：2NH3＋NO＋NO2===2N2＋3H2O；又生成1molN2时反应放出的热量为QkJ，生成2molN2时反应放出的热量为2QkJ，所以该反应的热化学方程式为：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2QkJ·mol－1 ；综上所述，本题答案是：NO、NO2；2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2QkJ·mol－1 。

②条件越低，效果要好，效果最佳；因此温度越低，脱氮效率越高，这是最佳选择；由图可知工业使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为Mn、200℃左右；综上所述，本题答案是：Mn、200℃左右。

（2）根据图像可知，增大氢气的浓度，平衡右移，一氧化碳的转化率增大，故有a>b>c；温度升高，转化率降低，说明该反应为放热反应，ΔH<0；综上所述，本题答案是：a>b>c，<。

②可逆反应：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　 ΔH<0；在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态；

A. 增加一氧化碳气体的浓度，平衡右移，一氧化碳的转化率减小，错误；

B.，如果容器的体积、温度不变，充入和反应无关的气体，容器的压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，错误；

C. 该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，化学平衡常数K值减小，正确；

D. 逆反应速率先增大后减小，说明逆反应速率大于正反应速率，平衡左移，正确；

E. 该反应在反应前后混合气体的质量不发生变化，混合气体的密度增大，说明气体的体积减小，相当于增大压强，平衡右移，错误；

综上所述，本题选CD。