27. 研究碳、氮及其化合物气体的相关反应对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请根据化学反应原理回答下列问题:
Ⅰ.在一定条件下焦炭可以还原NO
2,反应为:2NO
2(g)+2C(s)
N
2(g)+2CO
2(g)。
(1)已知:一定条件下,由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应,称为该物质的生成焓(ΔH)。
物质 | N2(g) | CO2(g) | NO2(g) |
生成焓(ΔH)/kJ·mol-1 | 0 | –393.5 | +33.2 |
则2NO
2(g)+2C(s)
N
2(g)+2CO
2(g)
ΔH =
___________kJ·mol
-1,提高NO
2平衡转化率可采取的措施是
___________(答出两种即可)。
(2)在恒温条件下,1molNO
2和足量C发生该反应,测得平衡时NO
2和CO
2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示(不考虑2NO
2N
2O
4):
①关于该反应,下列有关说法正确的是
___________A.使用更高效的催化剂可进一步提高原料的平衡转化率
B.从平衡混合气体中分离出CO
2,逆反应速率先减小后增大
C.恒容下平衡后再加入少量NO
2气体,平衡正向移动,NO
2的转化率增大
D.恒压下平衡后,通入稀有气体平衡不移动
②a、b两点的反应速率关系为v
(a)___________v
(b)(填“>”、“<”或“=”);a、c两点的浓度平衡常数关系:K
c(a)___________K
c(c)(填“<”、“>”或“=”);a、b、c三点中NO
2的转化率最高的是
___________(填“a”、“b”或“c”)点。
③计算c点时该反应的压强平衡常数K
p =
___________(K
p是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO
2和N
2,反应如下:2NO(g) +2CO(g)
N
2(g) + 2CO
2(g)。一定温度下将2 molNO、1 molCO充入1 L固定容积的容器中,反应过程中各物质浓度变化如图所示。若保持温度不变,20 min时再向容器中迅速充入CO、N
2各0.6 mol,
(3)请在图中画出第20min~30min图中三种物质浓度随时间的变化曲线,并标注气体名称。
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