工業廢氣中氮氧化物（NO、NO2等，以通式NOx表示）是主要的大氣污染物之一。利用**可消除NO2污染，CH4...

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問題詳情：

工業廢氣中氮氧化物（NO、NO2等，以通式NOx表示）是主要的大氣污染物之一。

利用**可消除NO2污染，CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。在1L密閉容器中，控制不同温度，分別加入0.50molCH4和0.80molNO2，測得n(CH4)隨時間變化的有關實驗數據見下表：

組別	温度	時間/min	0	10	20	40	50	60
①	T1	n(CH4)/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10	0.10
②	T2	n(CH4)/mol	0.50	0.30	0.18	……	0.15	0.15

回答下列問題：

(1)組別①中，0～10min內NO2的平均降解速率為v(NO2)= ________________。

(2)由實驗數據可知實驗控制的温度T2_____T1（填“>”或“<”），請簡述理由__________。

(3)組別②中，T2温度下40min時n(CH4)=________mol。該反應正反應為_______反應（填“吸熱”或“放熱”），理由是_____________________________。

(4)温度T1時CO2物質的量隨時間的變化如下圖，在圖中畫出温度T2時CO2物質的量隨時間的變化曲線________。

(5)汽車尾氣中含有CO和NOx等多種有害氣體，若在汽車的排氣管上安裝一種催化轉化裝置，可使CO與NOx反應，生成兩種無毒氣體，則該反應的化學方程式為_________。

【回答】

【*】 (1). 0.03mol/(L∙min) (2). > (3). 相同時間內，T2中參與反應的**的物質的量較T1大 (4). 0.15 (5). 放熱 (6). 温度越高CH4的轉化率越低 (7). (8). 2xCO+2NOxN2+2xCO2

【解析】

【分析】

(1)先計算①中，0～10min內V(CH4)，然後根據速率比等於化學計量數的比計算V(NO2)；

(2)在不同温度下，在相同時間內反應的CH4的多，化學反應速率快，結合温度對化學反應速率的影響分析判斷；

(3)組別②中温度比①高，反應速率快，達到平衡所需要時間短，①在40min時達到平衡，則組別②也達到了平衡，根據平衡温度分析；根據**在T1、T2平衡含量分析温度對平衡移動的影響；

(4)升高温度，反應速率快，達到平衡所需要的時間短；且升高温度平衡逆向移動分析判斷；

(5)CO與NOx反應，生成CO2、N2，根據原子守恆、電子守恆書寫反應方程式。

【詳解】(1)①中，0～10min內V(CH4)==0.015mol/(L·min)，根據方程式CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)可知：V(NO2)：V(CH4)=2：1，所以V(NO2)=2 V(CH4)= 0.03mol/(L·min)；

(2)根據表格數據可知：在相同時間內，T2中參與反應的**的物質的量較T1大，説明反應速率T2>T1，由於在其它條件不變時，升高温度，化學反應速率加快，所以温度T2>T1；

(3)組別②中温度比①高，在40min時已經達到平衡，根據表格數據可知n(CH4)=0.15mol；

在温度為T1時CH4的平衡的物質的量為0.10mol；在温度為T2時CH4的平衡的物質的量為0.15mol.由於温度T2>T1，根據平衡移動原理：升高温度，平衡向吸熱反應方向移動，逆反應為吸熱反應，所以該反應的正反應為放熱反應；

(4)升高温度，反應速率快，達到平衡所需要的時間短。由於温度T2>T1，所以在温度為T2時先達到平衡。由於CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的正反應是放熱反應，所以升高温度，平衡逆向移動，平衡時CO2的物質的量比温度為T1時少所以温度與CO2的物質的量關係圖像為：；