Question

【題目】霧霾天氣嚴(yán)重影響人們的生活，汽車尾氣所排放的氮氧化物及燃煤所排放的硫氧化物是造成霧霾的重要原因。

（1）NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖1所示：

① 由圖1可知，SCR技術(shù)中的氧化劑為__________________。

已知c(NO2)∶c(NO)＝1∶1時(shí)脫氮效果最佳，若生成1molN2時(shí)反應(yīng)放出的熱量為QkJ。此時(shí)對(duì)應(yīng)的脫反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________。

② 圖2是不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對(duì)應(yīng)的脫氮率，由圖可知工業(yè)使用的最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為________________。

（2）改善能源結(jié)構(gòu)是治理霧霾問題的最直接有效途徑。二甲醚是一種清潔能源，可用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚，其反應(yīng)原理為：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　ΔH，已知在一定條件下，該反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度、投料比的變化曲線如圖3所示。

① a、b、c按由大到小的順序排序?yàn)?/span>____________；ΔH_____0(填“>”“<”或“=”)。

②在恒容密閉容器里按體積比為1∶2充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個(gè)條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)的是__________。

A. 一氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小 B. 容器的壓強(qiáng)增大 C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值減小 D. 逆反應(yīng)速率先增大后減小 E. 混合氣體的密度增大

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由圖1知氮氧化物中的氮元素價(jià)態(tài)降低，故NO、NO2是氧化劑；已知c(NO2)∶c(NO)＝1∶1時(shí)脫氮效果最佳，設(shè)氨氣為xmol, NO2和NO各為1mol，根據(jù)電子得失守恒可知：3x=1×4+1×2，x=2，據(jù)此可知反應(yīng)的方程式為：2NH3＋NO＋NO2===2N2＋3H2O；又生成1molN2時(shí)反應(yīng)放出的熱量為QkJ，生成2molN2時(shí)反應(yīng)放出的熱量為2QkJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2QkJ·mol－1 ；綜上所述，本題答案是：NO、NO2；2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)===2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－2QkJ·mol－1 。

②條件越低，效果要好，效果最佳；因此溫度越低，脫氮效率越高，這是最佳選擇；由圖可知工業(yè)使用的最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為Mn、200℃左右；綜上所述，本題答案是：Mn、200℃左右。

（2）根據(jù)圖像可知，增大氫氣的濃度，平衡右移，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故有a>b>c；溫度升高，轉(zhuǎn)化率降低，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0；綜上所述，本題答案是：a>b>c，<。

②可逆反應(yīng)：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3 (g)＋H2O(g)　 ΔH<0；在恒容密閉容器里按體積比為1∶2充入一氧化碳和氫氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

A. 增加一氧化碳?xì)怏w的濃度，平衡右移，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小，錯(cuò)誤；

B.，如果容器的體積、溫度不變，充入和反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體，容器的壓強(qiáng)增大，各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)，錯(cuò)誤；

C. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，化學(xué)平衡常數(shù)K值減小，正確；

D. 逆反應(yīng)速率先增大后減小，說明逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡左移，正確；

E. 該反應(yīng)在反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量不發(fā)生變化，混合氣體的密度增大，說明氣體的體積減小，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡右移，錯(cuò)誤；

綜上所述，本題選CD。