Question

【題目】機動車排放的污染物主要有碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油車上安裝三元催化轉化器，可有效降低汽車尾氣污染。

（1）已知：

則反應 __________。

（2）科學家研究出了一種高效催化劑，可以將和發生反應生成（g）和（g）。在T℃下，向某恒容密閉容器中通入a mol/L、b mol/L，使其發生上述反應，測得的平衡轉化率與投料比X（表示a、b兩者的比值）的關系如圖1中曲線所示。若、，反應開始到達到平衡所用時間是2min，則反應發生2min內的平均反應速率v（）=________，平衡態A點的平衡常數K=________。

（3）柴油燃油車是通過尿素-選擇性催化還原（Urea-SCR）法處理氮氧化物。Urea-SCR的工作原理為：尿素[]水溶液通過噴嘴噴入排氣管中，當溫度高于160℃時尿素水解產生，生成的與尾氣混合后，加入適合的催化劑，使氮氧化物得以處理。圖2為在不同投料比[]時轉化效率隨溫度變化的曲線。

①尿素與物質的量比a_____b（填“＞”、“=”或“＜”）。

②由圖可知，下列說法錯誤的是____

A.400℃以下，隨著溫度升高，尿素水解釋放氨氣的速率加快，轉化效率升高

B.400℃以下，溫度升高，反應活化能降低，導致化學反應速率加快

C.440℃以上，溫度過高，可能使催化劑活性降低，導致轉化效率下降

Answer 1

【答案】-746.5kJ·mol-1 0.4mol/（L·min） 80.0 ＞ B

【解析】

(1)利用蓋斯定律計算△H；

(2)根據三段式計算即可；

(3)①尿素分解生成氨氣，氨氣的濃度越大，越有利于NO的轉化；

②溫度過高，NO轉化效率下降，NO的濃度反而升高，與反應4NH3+5O24NO+6H2O有關。

(1)已知：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H1=-393.5kJmol-1

②2C(s)+O2(g)＝2CO(g)△H2=-221.0 kJmol-1

③N2(g)+O2(g)＝2NO(g)△H3=+180.5 kJmol-1

利用蓋斯定律，將①×2-②-③可得2NO(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)△H=2×(-393.5kJmol-1)-(-221.0 kJmol-1)-(+180.5 kJmol-1)=-746.5 kJmol-1，則熱化學方程式為2NO(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJmol-1；

(2)A點NO的轉化率為80%，X1=1.0、a=2，此時

2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始濃度(mol/L)2.0 2.0 0 0

變化濃度(mol/L)1.6 1.6 0.8 1.6

平衡濃度(mol/L)0.4 0.4 0.8 1.6

反應開始到達到平衡所用時間是2min，則反應發生2min內的平均反應速率v()==0.4mol/(L·min)，平衡態A點的平衡常數K===80.0；

(3)①尿素分解生成氨氣，氨氣的濃度越大，越有利于NO的轉化，則尿素與NO物質的量比a大于b；

②A．由圖可知，在400℃以下，隨著溫度升高，尿素水解釋放氨氣的速率加快，轉化效率升高，故A正確；

B．由圖可知，400℃以下，升高反應的溫度，提供能量，則活化分子百分數增加，有效碰撞的幾率提高，反應率增大，反應活化能不變，故B錯誤；

C．由圖可知，440℃以上，溫度過高，催化劑活性降低，并導致轉化效率下降，故C正確；

故答案為B。