Question

燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等．（1）对

燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等．（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物：CH4 （g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ?mol-1CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ?mol-1则CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=______（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为：2CO2（g）+6H2（g）催化剂CH3OCH3（g）+3H2O（g）已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见如图：①该反应平衡常数表达式为K=______②根据如图，请你提供一条在a MPa压强下有利于提高CO2转化率的措施______③该反应△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．④若温度升高，则反应的平衡常数K将______（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；若温度不变，增大压强，则K将______；⑤在a MPa和一定温度下，将6mol H2和2mol CO2在2L密闭容器中混合，下列能说明反应达到平衡状态的是______（双选）A、容器内压强不再改变　　　B、H2的物质的量不再改变C、当断裂6molH-H键的同时生成6mol H-O键D、c（CH3OCH3）与c（H2O）的比值不再改变当该反应达到平衡时，测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%（即16），此时CO2的转化率是______（用百分数表示）

Answer 1

（1）因盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的．两式相加，可得
2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734 kJ/mol，
故答案为：2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734 kJ/mol；       
（2）2）①平衡常数K=

各个生成物平衡浓度系数次幂之积

各个反应物平衡浓度系数次幂之积

，所以K=

c(CH3OCH3)?c(H2O)3

c(CO2)2?c(H2)6

，故答案为：

c(CH3OCH3)?c(H2O)3

c(CO2)2?c(H2)6

；
②根据图示知道，温度越高，二氧化碳的转化率越小，所以降低温度可以升高二氧化碳的转化率，故答案为：降低温度；
③根据图示知道，温度越高，二氧化碳的转化率越小，平衡逆向移动，所以反应是放热的，故答案为：＜；
④该反应是放热反应，温度升高，则反应的平衡常数K将减小，温度不变，K不会改变，故答案为：减小；不变；
⑤A、反应前后气体的系数和不相等，当容器内压强不再改变，则达到了平衡，故A正确；　　
B、H₂的物质的量不再随时间的变化而改变，则达到了平衡，故B正确；
C、当断裂6molH-H键的同时生成6mol H-O键，不能证明正逆反应速率相等，不一定平衡，故C错误；
D、c（CH₃OCH₃）与c（H₂O）的比值不再改变，不能证明二者的浓度不随时间变化，不一定平衡，故D错误．
设：CO₂的转化率是x，则
             2CO₂（g）+6H₂（g）

催化剂

CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
初始浓度：1         3               0          0
变化浓度：x          3x            0.5x        1.5x
平衡浓度：1-x       3-3x             0.5x        1.5x  

0.5x

1-x+3-3x+0.5x+1.5x

=

1

6

，解得x=0.8．所以CO₂的转化率是

0.8

1

×100%=80%．
故答案为：AB；80%．