Question

【題目】大氣環境中的減量化排放受到國內外廣泛關注。利用碳還原NO的反應為：。回答下列問題：

(1)該反應在常溫下可以自發進行，則反應的________0(填“”“”或“”)，有利于提高NO平衡轉化率的條件是________(任寫一條)。

(2)以上反應可分為如下四步反應歷程，寫出其中第三步的反應：

第一步：

第二步：

第三步：________

第四步：

(3)對比研究活性炭負載鈣、鑭氧化物的反應活性。在三個反應器中分別加入C、、，通入使其濃度達到。不同溫度下，測得第2小時NO去除率如圖所示：

①據圖分析，490℃以下，三種情況下反應的活化能最小的是________(用a、b、c表示)；、去除NO效果比C更好，其依據是________(寫一條)。

②上述實驗中，490℃時，若測得對NO的去除率為60%，則可能采取的措施是________。

A.及時分離出 B.壓縮體積

C.恒容下，向體系中通入氮氣 D.尋找更好的催化劑

③490℃時的反應速率________，該溫度下此反應的平衡常數為121，則反應達平衡時NO的去除率為________(保留二位有效數字)。

Answer 1

【答案】＜ 降溫 a 相同條件下，NO去除率更高 BD 0.0225 96%

【解析】

(1)根據反應可以自發進行的判據，常溫下ΔG＜0，ΔS＞0，判斷ΔG=ΔH-TΔS中的ΔH的大小，根據化學平衡的移動分析，讓平衡正向移動的方法；

(2)將總反應減去第一步，第二步，第四步反應式，得到第三步反應式；

(3) ①490℃以下，三種情況下反應的活化能最小的是一氧化氮的去除率最高的，、去除NO的去除率較高；

②圖像中490℃時NO的去除率是45%，從濃度和催化劑角度分析去除率提高的原因；

③利用速率公式，結合“三段式”，平衡常數進行計算。

(1)常溫下該反應在常溫下可以自發進行，ΔG＜0，ΔS＞0，判斷ΔG=ΔH-TΔS中的ΔH＜0；有利于提高NO平衡轉化率的條件即讓平衡正向移動方法，降溫；

(2)總反應為，

① 、②、④

根據蓋斯定律，①+②+③+④式得到總反應，③式等于總反應減去①+②+④得到：；

(3) ①由圖可知，、和C去除NO效果最好的是a，是反應速率最快的，反應的活化能最小的也是a；由圖可知，、去除NO效果比C更好，原因是相同條件下，NO去除率更高(或在較低溫度下NO去除的效果好，或純碳的活化能高、反應速率慢)；

②根據圖像可知，490℃時，NO的去除率是45%，現在的去除率為60%，

A．及時分離出，會使平衡正向移動，速率是減慢的，不一定增加NO的去除率，故A錯誤；

B．壓縮體積，增大了濃度，速率加快，可以增加NO的去除率，故B正確；

C．恒容下，向體系中通入氮氣，增加生成物的濃度，平衡逆向移動，不能增加NO的去除率，故C錯誤；

D．不同的催化劑，催化效果不一樣，故可以尋找更好的催化劑，提高NO的去除率，故D正確；

答案選BD。

③根據圖像，490℃時，NO的去除率是45%，NO的初始濃度為0.1mol/L，則轉化濃度為0.045mol/L，；

設平衡時生成的氮氣的濃度為x，

開始mol/L 0.1 0 0

變化mol/L 2x x x

平衡mol/L 0.1-2x x x

則平衡常數K=span>=121，解得x=，反應達平衡時NO的去除率為×100%=96%。