随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%.目前,消除大气污染有多种方法.
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx.已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程为______.
(2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化 转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H<0.
若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示,该反应的化学平衡常数为K=______.若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将______移动(填“向左”、“向右”或“不”).
20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如上图所示的变化,则改变的条件可能是______(填序号).
①加入催化剂 ②降低温度 ③缩小容器体积 ④增加CO2的量
(3)肼(N2H4)用亚硝酸(HNO2)氧化可生成氮的另一种氢化物,该氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977.写出肼与亚硝酸反应的化学方程式______.
captainman81 1年前 已收到1个回答 举报

jyxyy 春芽

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解题思路:(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(2)依据平衡常数概念列式计算,依据浓度商和平衡常数比较分析判断;
(3)氮的氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977,则可以求出氮氢原子个数,得出该氢化物,获得肼和亚硝酸反应生成产物;

(1)①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
由盖斯定律(①+②)÷2得到CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ•mol-1
(2)依据图象分析,15分钟时达到平衡时氮气浓度为0.2mol/L,NO平衡浓度为1.6mol/L,一氧化碳浓度为0.6mol/L,二氧化碳浓度为0.4mol/L,
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H<0;
平衡常数K=
c(N2)•c 2(CO2)
c 2(CO)•c 2(NO)=
0.2×0.4 2
0.6 2•1.6 2=0.035,若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,浓度分别为c(NO)=1.6mol/L,c(CO)=0.6mol/L+0.6mol/L=1.2mol/L,c(N2)=0.2mol/L+0.6mol/L=0.8mol/L,c(CO2)=0.4mol/L;Qc=
0.8×0.42
1.6 2×1.2 2=0.035=K,平衡不动,20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图1所示的变化,斜率减小反应速率减小,氮气浓度增大,反应是气体体积减小的放热反应,则改变的条件可能是降温,
故答案为:0.035;不移动;②;
(3)氮的氢化物的相对分子质量为43.0,其中氮原子的质量分数为0.977,则氮氢原子个数比=

43×0.977
14

43×0.023
1=3:1,所以该氢化物是NH3,肼和亚硝酸反应生成氨气和水,所以其反应方程式为N2H4+HNO2=NH3+2H2O,故答案为:N2H4+HNO2═NH3+2H2O.

点评:
本题考点: 用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素.

考点点评: 本题设计热化学以及化学反应平衡等综合知识,是一道综合考查题,难度不大.

1年前

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