Question

2．霧霾嚴重影響人們的生活，汽車尾氣的排放是造成霧霾天氣的重要原因之一．已知汽車尾氣排放時容易發(fā)生以下反應：
①N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H₁=a kJ•mol^-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）?CO₂（g）△H₂=b kJ•mol^-1
③2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₃
請回答下列問題：
（1）△H₃=2b-akJ•mol^-1（用含a、b的代數(shù)式表示）．
（2）對于有氣體參與的反應，表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分（B）的平衡壓強p（B）代替該氣體物質的量濃度c（B），則反應①的平衡常數(shù)表達式Kp=$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$．
（3）能說明反應③已達平衡狀態(tài)的標志是CD（填字母）．
A．單位時間內生成1mol CO₂的同時消耗了lmol CO
B．在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變
C．在絕熱恒容的容器中，反應的平衡常數(shù)不再變化
D．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數(shù)保持不變
（4）在一定溫度下，向體積為VL的恒容密閉容器中充入一定量的NO和CO，發(fā)生反應③．在t1時刻達到平衡，此時n（CO）=xmol，n（NO）=2xmol，n（N₂）=ymol，則NO的平衡轉化率為$\frac{x}{x+y}×100%$（用含x、y的代數(shù)式表示）；再向容器中充入ymolCO₂和xmolNO，則此時v（正）=（填“＞”、“＜”或“=”）v（逆）．
（5）煙氣中也含有氮氧化物，C₂H₄可用于煙氣脫硝．為研究溫度、催化劑中Cu²⁺負載量對NO去除率的影響，控制其它條件一定，實驗結果如圖所示．為達到最高的NO去除率，應選擇的反應溫度約為350℃，Cu²⁺負載量為3%．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律，反應②×2-①即得，確定反應④2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g），據此計算焓變；
（2）根據反應①的方程式得出K_p=$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$；
（3）化學反應達到化學平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，且不等于0，各物質的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進行判斷，得出正確結論；
（4）根據三行式，結合轉化率等于$\frac{變化量}{起始量}×100%$；
（5）脫硝率高，負載率低，適宜的溫度．

解答 解：（1）根據蓋斯定律，反應②×2-①即得，確定反應④2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H₄=（2b-a）KJ/mol，故答案為：2b-a；（（14分），每空2分）（2）根據反應①的方程式得出K_p=$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$，故答案為：$\frac{{P}^{2}（NO）}{P（{N}_{2}）P（{O}_{2}）}$；
（3）A．單位時間內生成1mol CO₂的同時消耗了lmol CO，都體現(xiàn)正反應方向，未體現(xiàn)正與逆的關系，故錯誤；
B．在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度一直保持不變，故錯誤；
C．在絕熱恒容的容器中，反應的平衡常數(shù)不再變化，說明體系溫度不變，正逆反應速率相等，故正確；
D．在恒溫恒壓的容器中，NO的體積分數(shù)保持不變，說明各物質的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故正確；
故選CD；
（4）2CO（g）+2NO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）
起始量：（x+2y）mol  （2x+2y）mol    0        0
變化量：2ymol      2ymol         ymol    2ymol
平衡量：xmol       2xmol        ymol    2ymol
所以NO的平衡轉化率為$\frac{2y}{2x+2y}×100%$=$\frac{x}{x+y}×100%$，Q=$\frac{（3y）^{2}×y}{{x}^{2}×（3x）^{2}}$=$\frac{{y}^{3}}{{x}^{4}}$=K，所以平衡不移動，v（正）=v（逆），故答案為：$\frac{x}{x+y}×100%$；=；
（5）滿足脫硝率高，負載率低，適宜的溫度，由圖可知，適合條件為350℃、負載率3%，故答案為：350℃、負載率3%．

點評 本題考查蓋斯定律的應用、化學平衡狀態(tài)的判斷、三行式和平衡常數(shù)的運用，難度中等．根據圖象分析出分解率的變化特點是解題的關鍵，掌握基礎是關鍵．