Question

【题目】NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863 计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:

反应I:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H1=-905kJ·mol-1

反应II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) △H2=-1266.6kJ·mol-1

写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式______________________________________。

(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，容器I、II、III中N2O平衡转化率如下图所示。

容器	容积/L	起始物质的量/mol
		N2O	N2	O2
I	V1	0.1	0	0
II	1.0	0.1	0	0
III	V2	0.1	0	0
IV	1.0	0.06	0.06	0.04

①该反应的△H_________0(填“>”、“=”、“<”);

②图中A、B、C 三点处容器内的总压强，由大到小的顺序是_____________________；

③容器IV在470℃进行反应时，起始速率:v(N2O)正____v (N2O)逆(填“>”、“=”、“<”)。

(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性，在20L密闭容器中充lmolNH3和2molO2，测得一定时间内有关物质的量关系如图:

①该催化剂在低温时选择反应________(填“I”或“II”)。

②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是_________________________________。

Answer 1

【答案】 2NO(g) N2(g)+O2(g)△H=-180.8kJ/mol > P(C)>P(B)>P(A)或C>B>A > II 该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动 催化剂活性降低

【解析】(1) NO分解生成N2与O2的方程式为：2NO(g) N2(g)+O2(g)，根据已知的反应I和反应II，要得到该方程，则：，则△H== = -180.8kJ/mol，故答案为：2NO(g) N2(g)+O2(g) △H=-180.8kJ/mol

(2) ①根据图像，温度升高，转化率增大，则平衡向右移动，说明正向吸热，则反应的△H >0；

②A、B、C三点中N2O的转化率相同，则容器中反应物生成物的量均相同，则容器的压强取决于容器的体积，根据图像，相同温度时：转化率大小为：I>II>III，则反应正向进行的程度为：I>II>III，且该反应为气体分子数增加的反应，增大容器体积，减小压强平衡向右移动，则说明容器体积大小为：I>II>III，故A、B、C三点处容器内的总压强由大到小的顺序是P(C)>P(B)>P(A)；

③Ⅱ中在470℃下达到平衡时N2O的转化率是0.6，则该反应在470℃下平衡常数是，容器Ⅳ在470℃进行反应时，浓度熵＝＜0.0675，所以反应向正反应方向进行，则起始速率：v(N2O)正＞v(N2O)逆；

(3) ①根据图像，在低温时，N2的量相对多一些，而N2是反应II的生成物，故该催化剂在低温时选择反应II；

②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是平衡的逆向移动等原因。根据图像，该催化剂在高温时选择反应I，而反应I为放热反应，达到平衡后，温度升高平衡向左移动，使得C点比B点所产生的NO的物质的量少；或者可能使由于温度升高催化剂失去了活性等原因。