Question

在一定條件下可用SnO₂、Al₂O₃等多種催化劑實現(xiàn)丙烯選擇性還原NO_x，
18NO（g）+2C₃H₆（g）?9N₂（g）+6CO₂（g）+6H₂O（g）△H₁…①
18NO₂（g）+4C₃H₆（g）?9N₂（g）+12CO₂（g）+12H₂O（g）△H₂…②
試探究丙烯還原NO_X有關(guān)問題
（1）反應(yīng)①平衡常數(shù)表達(dá)式為：

 

．
（2）工業(yè)上獲得大量丙烯的主要途徑是：

 

（3）對于可逆反應(yīng)18NO（g）+2C₃H₆（g）?9N₂（g）+6CO₂（g）+6H₂O（g），將NO及C₃H₆按物質(zhì)的量之比9：1投入密閉容器中，不同的溫度下在某種催化劑表面反應(yīng)，NO轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖1所示，下列說法正確的是

 

．
A．△H₁＜0            
B．若υ（NO）_正=2υ（N₂）_逆時，說明該反應(yīng)已達(dá)平衡
C．該催化劑約在500℃時活性較大    
D．其他條件不變時，增大壓強，NO轉(zhuǎn)化率提高
（4）在450℃時C₃H₆與NO_X充入某密閉容器中，并通入少量O₂，NO_X轉(zhuǎn)化率與O₂濃度及反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖．
①圖2的研究，可得出的結(jié)論是：

 

．
②圖3的研究，可得出的結(jié)論是：

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫表達(dá)式，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積；
（2）石油裂解是得到丙烯的途徑；
（3）依據(jù)反應(yīng)特征，結(jié)合圖象分析，隨溫度升高開始反應(yīng)速率增大，一氧化氮轉(zhuǎn)化率增大，達(dá)到平衡狀態(tài)后升溫，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向進行，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
A達(dá)到平衡狀態(tài)后升溫，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向進行，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；           
B．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，若υ（NO）_正=2υ（N₂）_逆時，說明氮氣正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相同，說明該反應(yīng)已達(dá)平衡；
C．該催化劑約在500℃時活性較大；
D．其他條件不變時，增大壓強，NO轉(zhuǎn)化率提高；
（4）①圖象分析，曲線的變化是在氧氣濃度在2%--8%范圍內(nèi)，對NOx的轉(zhuǎn)化影響較大；
②根據(jù)外界條件對化學(xué)平衡的影響分析．

解答： 解：（1）依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式：18NO（g）+2C₃H₆（g）?9N₂（g）+6CO₂（g）+6H₂O（g），反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c6(H2O)c6(CO2)c9(N2)

c18(NO)c2(C3H6)

；
故答案為：

c6(H2O)c6(CO2)c9(N2)

c18(NO)c2(C3H6)

；
（2）工業(yè)上獲得大量丙烯是低級烯烴，得到的主要途徑是石油的裂解；
故答案為：石油裂解；
（3）A、達(dá)到平衡狀態(tài)后升溫，一氧化氮轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向進行，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故A正確；           
B．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，若υ（NO）_正=2υ（N₂）_逆時，說明氮氣正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相同，說明該反應(yīng)已達(dá)平衡，故B正確；
C．圖象分析，升溫平衡逆向進行，但在500°C時一氧化氮轉(zhuǎn)化率最大，說明該催化劑約在500℃時活性較大，故C正確；
D．反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，其他條件不變時，增大壓強，平衡你在進行，NO轉(zhuǎn)化率減小，故D錯誤；
故答案：ABC；
（4）①圖象分析可知O₂濃度由2%增加到8%的過程中，NO_X的轉(zhuǎn)化率明顯增大，超過10%對氮氧化物的轉(zhuǎn)化影響不大，
故答案為：圖2在O₂濃度由2%增加到8%的過程中，NO_X的轉(zhuǎn)化率明顯增大，O₂的存在對NO_X轉(zhuǎn)化起促進作用；
②通過圖象知，NO轉(zhuǎn)化效率比NO₂ 的低；在250°C-450°C時，NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，450°C-600°C時NOx轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小，圖3可說明在相同條件下，NO₂的轉(zhuǎn)化率比NO大；兩反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；催化劑約在450℃時活性最大，此時NO_x轉(zhuǎn)化率最高，
故答案為：圖3可說明在相同條件下，NO₂的轉(zhuǎn)化率比NO大；兩反應(yīng)都是放熱反應(yīng)；催化劑約在450℃時活性最大，此時NO_x轉(zhuǎn)化率最高．

點評：本題考查了平衡常數(shù)概念分析和計算應(yīng)用、外界條件對化學(xué)平衡的影響、平衡標(biāo)志分析判斷等知識點，難度不大，掌握平衡移動原理和平衡基礎(chǔ)知識，題目難度中等．