Question

（15分）汽车尾气净化反应：2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)，请回答下列问题：

（1）对于气相反应，用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作K_P，则该反应的平衡常数K_P表达式为    ；

（2）已知：N₂(g) + O₂(g) =2NO(g)    △H＝＋180.5kJ·mol^－1

C(s) + O₂(g) = CO₂(g)    △H＝－393.5 kJ·mol^－1

2C(s) + O₂(g) =2CO(g)    △H＝－221kJ·mol^－1

则2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)的△H＝    ，该反应能自发进行的条件        （填“高温”、“低温”或“任意温度”）；

（3）在一定温度下，向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t₁时刻达到平衡状态，此时n(CO)=a mol，n(NO)=2a mol，n(N₂)=b mol。

①若保持体积不变，再向容器中充入n(CO₂)= b mol，n(NO)= a mol，则此时v_正     v_逆（填“>”、“=”或“<”）；

②在t₂时刻，将容器迅速压缩到原容积的1/2，在其它条件不变的情况下，t₃时刻达到新的平衡状态。请在下图中补充画出t₂－t₃－t₄时段N₂物质的量的变化曲线。

（4）汽车使用乙醇汽油并不能减少NO_x的排放，这使NO_x的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转化为N₂的转化率随温度变化情况如图所示。

①若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为       ；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，应控制的最佳温度在       左右； 

②目前对氮氧化物（NO_x）进行治理的方法比较多，其中吸附/吸收法广受欢迎。下列物质适合作为NO_x吸收剂的是    

A．活性炭        B．氨水       C．酸性尿素溶液      D．硫酸

Answer

（1）（2分）

（2）△H=－746.5KJ·mol-1（2分） 低温（2分）

（3）①＝（2分） ②如图（2分）

（4）①NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行（2分） 870K（1分）

② ABC （2分）

【解析】

试题分析：（1）依据平衡常数定义可得；（2）根据盖斯定律可知，②×2－①－③即得到2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g)，所以该反应的△H＝－393.5 kJ/mol×2－180.5kJ/mol＋221kJ/mol＝－746.5 kJ/mol；该反应△H<0，而△S<0，根据反应要想自发发生需△G=△H-T△S<0，故该反应自发发生的条件为低温；（3）在一定温度下，向体积为 V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态，此时n(CO)=a mol，n(NO)=2a mol，n(N2)=b mol，则该反应

①若保持体积不变，再向容器中充入n(CO2)= b mol，n(NO)= a mol，则此时,故Qc=K，故此时v正＝v逆；②在t2时刻，将容器迅速压缩到原容积的1/2，在其它条件不变的情况下，瞬间n(N2)不变，但单位体积内体系分子总数增多，平衡正向移动，n(N2)增大，t3时刻达到新的平衡状态，故图像为：

；

（4）①若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行，故分解率降低；在n(NO)/n(CO)=1的条件下，在870K左右NO的转化率最高，故应控制的最佳温度在870K左右；②目前对氮氧化物（NOx）进行治理的方法比较多，其中吸附/吸收法广受欢迎，作为NOx的吸收剂既能与氮氧化合物反应或吸收，故A项活性炭能吸附气体，故A项正确；B项氨水和C项酸性尿素溶液均可与氮氧化合物反应，故B、C正确；D项硫酸不反应故D项错误；本题选ABC。

考点：化学反应原理综合题。