Question

導致空氣污染的主要原因來自于化石燃料燃燒、硫酸工業(yè)和汽車尾氣的排放；致使大量二氧化硫和氮氧化物排入大氣中。利用化學反應原理研究治理環(huán)境污染的方法是當前環(huán)保工作的重要研究內容之一。
（1）反應是硫酸工業(yè)中的重要反應；提高SO₂的平衡轉化率有利于減少尾氣排放：已知該反應是放熱反應；當該反應處于平衡狀態(tài)時，為了提高SO₂的轉化率：下列可采用的措施是
A．加入V₂O₅作催化劑   B．通入過量空氣   C．高溫   D．增大壓強
（2）一定條件下，向2L密閉容器中通入2molSO₂(g)、1molO₂(g)和0.2SO₃(g),2min后反應達到平衡時,測得SO₂的轉化率為50%，則該可逆反應的平衡常數(shù)K=_________；用O₂的濃度變化表示從O-2min內該反應的平均速率v=_________；恒溫下，若向容器中再加入2molSO₂(g)，則重新達到平衡時SO₂的總轉化率____________50%(填“>”、“<”、“=”)
（3）能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是
A．          B．容器內壓強保持不變．
C．   D．容器內物質的密度保持不變．
（4）在催化劑作用下用CH₄將氮氧化物還原為N₂可以消除氮氧化物帶來的污染， 請寫出CH₄與NO反應的化學方程式：_________；溫度為T₁時在密閉容器中研究CH₄催化還原氮氧化物的反應，反應過程中產物N₂的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示，請在圖中補畫出溫度為T₂(T₂>T₁)時，n(N₂)的變化曲線（已知該反應是放熱反應）。

Answer 1

（1）BD （2）5.76  0.125mol/（L·min）  ＜  （3）BC
（4）CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O

解析試題分析：（1） A．加入V₂O₅作催化劑，只能加快化學反應速率但平衡不移動，二氧化硫的轉化率不變，錯誤；B．通入過量空氣，平衡正向移動，二氧化硫的轉化率增大，正確；C．該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，二氧化硫的轉化率減小，錯誤；D．該反應正向為氣體物質系數(shù)減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，二氧化硫的轉化率增大，正確；選BD；（2）利用三行式進行計算。根據(jù)題意知，
2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)
起始濃度（mol/L）1    0.5      0.1
轉化濃度（mol/L）0.5  0.25      0.5
平衡濃度（mol/L）0.5  0.25     0.6
將平衡濃度代入該反應的平衡常數(shù)表達式計算，K=c²_（SO3）/c²_（SO2）c_（O2）=5.76；根據(jù)v=△c/△t計算，用O₂的濃度變化表示從0-2min內該反應的平均速率v=0.125mol/（L·min）；恒溫下，若向容器中再加入2molSO₂(g)，二氧化硫的轉化率降低，則重新達到平衡時SO₂的總轉化率小于50%；（3）判斷化學平衡狀態(tài)的依據(jù)為①v正=v逆，要注意“雙向同時，符合比例”②利用量判斷，注意“變量不變，已達平衡”；A．沒有明確正、逆反應速率，不能作為達平衡的標志，錯誤；B．該反應為氣體物質的量減小的反應，隨著反應的進行，容器內壓強不斷變化，為變量，當其保持不變時說明反應已達平衡，正確；C．符合v正=v逆，可作為平衡標志，正確；D．容器內物質的密度為恒量，不能作為平衡標志，錯誤，選BC；（4）在催化劑作用下用CH₄將氮氧化物還原為N₂可以消除氮氧化物帶來的污染，CH₄與NO反應生成二氧化碳、氮氣和水，化學方程式為：CH₄+4NO=2N₂+CO₂+2H₂O；該反應為放熱反應，升高溫度，化學反應速率加快，達平衡的時間縮短；升高溫度，平衡逆向移動，達平衡時氮氣的物質的量減小，據(jù)此畫出圖像見答案。
考點：考查化學平衡，涉及平衡移動原理、平衡計算、平衡標志及平衡圖像。