进入冬季北方开始供暖后,雾霾天气愈发严重,各地PM2.5、PM10经常“爆表”。引发雾霾天气的污染物中,最为常见的是机动车尾气中的氮氧化物和燃煤产生的烟气。
I、已知反应N2O4(g)2NO2(g) △H,随温度升高,混合气体的颜色变深。将一定量N2O4气体充入绝热容器一段时间后,研究压缩和拉伸活塞过程中混合气体的气体的透光率(气体颜色越浅,透光率越大)随时间变化情况。下列说法能说明透光率不再发生改变的有 。
a.气体颜色不再改变 b.△H不再改变
c.v正(N2O4)=2v逆(NO2) d.N2O4的转化率不再改变
II、用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。下图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),反应原理为:
NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。
(1)该反应的△S_________0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)以下说法正确的是____________。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
III、用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。
(3)已知:CH4(g)的标准燃烧热为-890kJ/mol,蒸发1mol H2O(l)需要吸收44kJ热量。
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1114 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=﹣114 kJ/mol
写出CH4催化还原NO2(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式:_____________________。
(4)在温度为T1℃和T2℃时,分别将0.5mol CH4和1.2mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,测得NO2的物质的量随时间变化数据如下表:
时间/min 温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
T1 |
1.2 |
0.9 |
0.7 |
0.4 |
0.4 |
T2 |
1.2 |
0.8 |
0.56 |
… |
0.5 |
①温度为T1℃时,0~20min内,v(CH4)=___________。
②T1__________T2(填“>”或“<”,下空同);判断理由是_________________。
③T1℃时,反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)平衡常数K=__________。
④温度为T2℃时,达平衡后,再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2,达新平衡时CH4的转化率将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。