改革开放以来,我国的经济发展取得了辉煌成绩,人民生活水平不断提高,从七十年出行基本靠走到如今私家车进入千家万户,家庭出行交通工具发生了质的飞跃。汽车走进寻常百姓家,给人们的生活带来便利,车水马龙的车流让马路变得热闹。但是汽车保有量的增多也给我们的环境带来了严重的问题,尾气中的主要污染物有CxHy、NOx、CO、SO2及固体颗粒物等。研究汽车尾气的成分及其发生的反应,可以为更好地治理汽车尾气提供技术支持。
问题1:在T1、T2温度下,一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图所示,根据图象判断反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)是放热反应还是吸热反应。(素养角度——变化观念与平衡思想)
提示:由温度高时反应速率快,达到平衡的时间短,判断T2>T1,由图象可知,温度高时,N2的体积分数小,即升高温度会使平衡正向移动,则该反应的正反应为吸热反应,ΔH>0。
问题2:利用反应6NO2(g)+8NH3(g)
7N2(g)+12H2O(g)可处理NO2。已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示。写出此反应的平衡常数表达式,并判断此反应ΔH的符号。(素养角度——证据推理与模型认知)
提示:根据反应的化学方程式可写出化学平衡常数K=
;由图示知升高温度平衡常数减小,因此此反应为放热反应,ΔH<0。
问题3:汽车排气装置中的三元催化装置,可以利用反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)实现气体的无害化排放。T℃时,在恒容的密闭容器中通入一定量的CO和NO,能自发进行上述反应,测得不同时间的CO和NO的浓度如表:
|
时间/s
|
0
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
c(NO)/
10-3 mol·L-1
|
1.00
|
0.45
|
0.25
|
0.15
|
0.10
|
0.10
|
|
c(CO)/
10-3 mol·L-1
|
3.60
|
3.05
|
2.85
|
2.75
|
2.70
|
2.70
|
计算该温度下的反应的平衡常数K。(素养角度——证据推理与模型认知)
