Question

【題目】還原法處理氮的氧化物是環境科學研究的熱點課題。

I.氫氣還原法。H2還原NO發生的反應為2NO（g）＋2H2（g）N2（g）＋2H2O（g）。

（1）已知幾種化學鍵的鍵能數據如下：

2NO（g）＋2H2（g）N2（g）＋2H2O（g） △H＝__________kJ·mol－1

（2）2NO（g）＋2H2（g）N2（g）＋2H2O（g）的反應速率表達式為v＝kc2（NO）·c（H2）（k是速率常數，只與溫度有關）。科學研究發現上述反應分兩步進行：

反應1（反應慢）：2NO（g）＋H2（g）N2（g）＋H2O2（g）；

反應2（反應快）：H2O2（g）＋H2（g）2H2O（g）

上述兩步反應中，活化能較大的是反應__________（填“1”或“2”）。c（NO）對總反應速率的影響程度__________c（H2）（填“大于”“小于”或“等于”）。

II.NH3還原法。在恒容密閉容器中充入NH3和NO2；在一定溫度下發生反應： 8NH3（g）＋6NO2（g）7N2（g）＋12H2O（g）

（3）下列表明該反應達到平衡狀態的是__________（填字母）。

A 混合氣體密度保持不變 B NO2和N2的消耗速率之比為6：7

C 混合氣體中c（N2）＝c（NO2） D 混合氣體壓強保持不變

III.CO還原法。利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NO和CO，發生反應： 2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g） △H。在2L恒容密閉容器中充入2 mol CO和2 mol NO，測得NO的轉化率與溫度、時間的關系如圖所示。

（4）下列說法正確的是_________（填字母）。

A 圖像中，T1＞T2 B 上述反應在高溫下能自發進行

C 10min時，T2K下正、逆反應速率相等 D 增大NO的濃度，反應物的轉化率增大

（5）T2K溫度下，0－10min內用CO表示的平均反應速率v（CO）＝_________mol/L－1·min－1；T1K溫度下，上述反應的平衡常數K＝_________L·mol－1。

（6）T1K溫度下，向平衡后的容器內再加入2 mol N2和2 mol NO，則平衡_________（填“向右移動”“向左移動”或“不移動”）。

Answer 1

【答案】-666 1 大于 BD AC 0.08 1 向右移動

【解析】

（1）△H＝斷鍵吸收的總能量—成鍵釋放的總能量，故該反應的△H＝(2×630+2×436）kJ·mol－1－(946+4×463) kJ·mol－1=-666 kJ·mol－1。

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反應速率表達式為v=kc2(NO)·c(H2)，反應1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；反應2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。總反應速率由反應較慢的一步決定，則反應1反應速率慢活化能高，由反應速率表達式可知c(NO)對總反應速率的影響程度大于c(H2)。

（3）恒容容器中8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)

A.反應前后氣體總質量和總體積不變，故密度恒定不變，無法說明達到平衡，A錯誤；

B.反應達到平衡，正反應速率等于逆反應速率，故NO2和N2的消耗速率之比為6：7，B正確；

C.c(N2)=c(NO2)濃度相等不等于反應速率相等，C錯誤；

D.反應為增壓反應，容器中壓強不變則可證明反應達到平衡，D正確;

答案選BD。

（4）對于反應2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

A.由圖像可知初始反應速率T1＞T2,則溫度T1＞T2，A正確；

B. T1＞T2平衡時轉化率T1＜T2，則ΔH＜0，ΔS＜0反應能自發進行；則反應在低溫下能自發進行，B錯誤；

C. 10min時反應達到平衡，T2K下正、逆反應速率相等，C正確；

D. 增大NO的濃度平衡正移，NO轉化率減小,D錯誤；

答案選AC。

（5）T2K溫度下，0～10min內，NO轉化率為80%，則反應的NO物質的量為，則參與反應的CO物質的量為1.6mol ；T1K溫度下

則平衡常數K=

（6）T1K溫度下，向平衡后的容器內再加入2molN2和2molNO，則濃度商Q=＜1，故平衡正移。