Question

【题目】为了有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物含量、使用清洁能源显得尤为重要。

（1）已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) H = -905.48 kJ·mol-1

N2(g)＋O2(g)2NO(g) H = +180.50 kJ·mol-1

则4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)的H = 。

（2）某化学小组查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：

第一步：2NO(g)N2O2(g) （快） H1<0 v1正=k1正c2(NO) ；v1逆=k1逆c(N2O2)

第二步：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g) （慢） H2< 0

v2正=k2正c(N2O2)c(O2)；v2逆=k2逆c2(NO2)

① 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率主要是由_______（填“第一步”或“第二步”）反应决定。

② 一定温度下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K= ；升高温度，K值 （填“增大”、“减 小”或“不变”）

（3）利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为：xC(s)＋2NOx(g)N2(g)＋xCO2(g) △H <0；理论上，适当增加汽车排气管（内壁为活性炭涂层）长度______（填“能”或“不能”）使NOx更加有效地转化为无毒尾气而排放，其原因是 。

（4）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应： C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，则800℃时，反应达平衡时CO2的转化率为________（保留一位小数）。

（5）氢气是一种重要的清洁能源，Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为 。

Answer 1

【答案】（1）-1807.98kJ·mol-1；

（2）①第二步；②，减小；

（3）能，增加排气管长度，增大了NOx与活性炭涂层的接触面积，能加快化学反应速率，使反应更充分；

（4）86.9%；（5）2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2。

【解析】

试题分析：（1）①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，②N2(g)＋O2(g)2NO(g)，①－5×②得出4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g) △H=(－905.48－180.5×5)kJ·mol－1=－1807.98kJ·mol－1；（2）①反应慢的决定反应速率；②根据平衡常数的表达式，K=c2(NO2)/(NO2)/[c2(NO)×c(O2)]= ；正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，即K减小；（3）能，增加排气管长度，增大了NOx与活性炭涂层的接触面积，能加快化学反应速率，使反应更充分；

（4）C(s)＋CO2(g)2CO(g)

起始： a 0

变化： x 2x

平衡： a－x 2x，

因此有2x/(a－x＋2x)×100%=93%，解得a/x=0.93/1.07，即CO2的转化率为86.9%；(5)Mg比铜活泼，因此得到氢化物是氢和镁，根据物质的量之比：(1－0.077)/24：0.077/1≈1：2，化学式为MgH2，反应方程式为：2Mg2Cu＋3H2MgCu2＋3MgH2 。