2
| 45%
| 33%
| 20%
?
①写出该反应平衡常数的表达式K=?????????。
②若温度不变，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，则K将?????????。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③400 K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO2的体积分数????????。
（3）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/mvhmh4fdrcz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/a1chzjsklqs.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
图1????????????????????????????????????图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式：????????????????????????????????。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO2)=???
（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图象如图2所示：
①从图中可以得出的结论是
结论一：相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二：在250℃-450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是????????????????????????????????????????????????????
②在上述NO2和CH4反应中，提高NO2转化率的措施有_________。(填编号 )
A．改用高效催化剂???? B．降低温度???? C.分离出H2O(g)?????? D．增大压强
E．增加原催化剂的表面积?? F．减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
填空题 (2014届浙江省嘉兴市高三教学测试（二）理综化学试卷）
汽车尾气中的NOx是大气污染物之一，科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。
（1）压缩天然气（CNG）汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO2(g) ![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/igjzy1x4z15.png\" style=\"vertical-align:middle;\">4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)??△H1＜0
②CH4(g)＋4NO(g)![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/igjzy1x4z15.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)????△H2＜0
③CH4(g) ＋2NO2(g)![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/igjzy1x4z15.png\" style=\"vertical-align:middle;\">N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g)?△H3＝?????????。（用△H1和△H2表示）
（2）在恒压下，将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③，在不同温度、不同投料比时，NO2的平衡转化率见下表：
投料比[n(NO2) / n(CH4)]
| 400 K
| 500 K
| 600 K
| 1
| 60%
| 43%
| 28%
| 2
| 45%
| 33%
| 20%
?
①写出该反应平衡常数的表达式K=?????????。
②若温度不变，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，则K将?????????。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③400 K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO2的体积分数????????。
（3）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/mvhmh4fdrcz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/a1chzjsklqs.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
图1????????????????????????????????????图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式：????????????????????????????????。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO2)=???
（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图象如图2所示：
①从图中可以得出的结论是
结论一：相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二：在250℃-450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是????????????????????????????????????????????????????
②在上述NO2和CH4反应中，提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A．改用高效催化剂???? B．降低温度???? C.分离出H2O(g)?????? D．增大压强
E．增加原催化剂的表面积?? F．减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
本题答案：（1）![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www.91exam
本题解析：
（1）![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/vsboxvr1iu4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">即为目标方程式③，所以，![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/xvk1gtk3mnj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（2）① 该反应的平衡常数的表达式 ![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/qxniwp4wqxn.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
② 平衡常数K不受浓度和压强的影响，只受温度的影响，温度不变K不变。
③ 400 K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO2的体积分数为：
CH4(g)?＋? 2NO2(g) ![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/ymq4kp1cq1i.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)
n始???? 0.02??????? 0.02????????? 0??????? 0????????? 0
n转??? 0.006? 0.02×0.6=0.012?? 0.006??? 0.006????? 0.012
n平??? 0.014?????? 0.008??????? 0.006??? 0.006????? 0.012
0.014 + 0.008 + 0.006 + 0.006 + 0.012 = 0.046
平衡时NO2的体积分数=![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/ynrf0qq0dvk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
（3）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪实际上就是应用原电池原理，从图1可知Pt电极（通入O2的一极）为电池的正极，NiO电极（通入NO的一极）为电池的负极，O2 –可以通过固体电解质移向负极。所以，
① NiO电极上NO发生的电极反应式：NO+ O2 --2e- = NO2。
②1×104L（标准状况下）尾气中含NOx的体积为：1×104L×1.12% = 112L，
NOx的物质的量为：![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/a5wvrwzwo5z.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。
设NO和NO2的物质的量分别为x、y mol，根据反应化学方程式①和②：
① CH4(g) ＋ 4NO2(g)![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/igjzy1x4z15.png\" style=\"vertical-align:middle;\">4NO(g) ＋ CO2(g)＋2H2O(g)????
16g??????? 4??????????????? 4
m 1????????????y??????????????? y????? m 1 = 4y
② CH4(g) ＋ 4NO(g)![]() 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060706/igjzy1x4z15.png\" style=\"vertical-align:middle;\">2N2(g) ＋ CO2(g)＋2H2O(g)??
16g??????? 4????????
m 2 ??????(x+y)???????????????????? m 2 = 4(x+y)
则： x+y = 5；4(x+y)+ 4y = 30
解得：x =\"2.5\" mol ??=\" 2.5\" mol
所以，尾气中V(NO)︰V(NO2) =\" 1\" ︰ 1 。
（4）①从图2 变化曲线分析，结论二的原因是：在250℃-450℃时，反应未达到平衡，反应还在正向进行；故NOx转化率随温度升高而增大；在在450℃-600℃时反应已达到平衡状态，因为该反应是放热反应，此时温度升高平衡逆向移动，故 NOx转化率随温度升高而减小。
② 由上述NO2和CH4反应的化学方程式的特点分析可知: 该反应是放热反应；该反应是扩大气体体积的反应。所以要提高NO2转化率，可降低温度，降低温度能使平衡正向移动，从而提高NO2转化率；分离出H2O，相当于减小生成物的浓度，使平衡正向移动，从而提高NO2转化率；减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]，相当于增加反应物CH4的浓度，使平衡正向移动，从而增大NO2转化率。而使用催化剂只能改变反应速率，不影响平衡移动，故NO2转化率不会变化。增大压强，平衡逆移，NO2转化率会减小。因此选B C F。
本题所属考点：【反应速率与平衡的有关计算】
本题难易程度：【一般】
Speak the truth and shame the devil. 说真话可使魔鬼感到羞愧。
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