Question

【题目】NO2、NO、CO、NO2-等是常见大气污染物和水污染物，研究NO2、NO、CO、NO2-等的处理对建设美丽中国具有重要意义。

已知:①NO2+COCO2+NO，该反应的平衡常数为K1(下同)。断开1mol下列物质的所有化学键时所消耗能量分别为:

NO2	CO	CO2	NO
812kJ	1076kJ	1490kJ	632kJ

②N2(g)+ O2(g)NO(g) △H=+89.75kJ/mol,K2

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol,K3

写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式:_____________，此热化学方程式的平衡常数K=_______(用K1、K2、K3表示)

（2）污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为2NO2+4CO4CO2+N2，某温度下，在1L密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,此时容器的压强为1个大气压，5秒时反应达到平衡，容器的压强变为原来的，则反应开始到平衡时CO的平均反应速率v(CO)=_______。若此温度下，某时刻则得NO2、CO、CO2、N2的浓度分别为amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L,要使反应向逆反应方向进行，a的取值范围为________。

（3）研究发现:NOx是雾霾的主要成分之一，NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。已知:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-1810kJ/mol

①相同条件下，在2L恒容密闭容器中，选用不同的催化剂，上述反应产生N2的物质的量随时间变化的情况如图所示。

a.在催化剂A作用下，反应达到平衡的标志是_____(填序号)。

A.4v(NH3)正=6v(H2O)逆

B.容器内总压强不再改变

C.容器内密度不再改变

D.NO 和H2O(g)浓度相等

E.容器内平均摩尔质量不再改变

b.在A、B，C 三种催化剂下，清除氮氧化物反应的活化能分别表示为Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)，根据图甲所示曲线，判断三种催化剂条件下，活化能由大到小的顺序为________。

②在氨气足量时，反应在催化剂A 作用下，经过相同时间，测得脱氮潮殖反应温度的变化情况如图乙所示，据图可知，自相同的时间内，温度对脱氮率的影响及可他的原因是________。(已知A、B催化剂在此温度范围内不失效)。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=759.8kJ/mol 0.008mol·L1·s1 0≤a＜0.8 BE Ea(C)＞Ea (B)＞Ea (A) 300℃之前，反应未达平衡，反应正向进行，脱氮率随温度的升高而升高；300℃后，反应达到平衡，升温，平衡逆向移动，脱氮率减小

【解析】（1）由已知，反应①的△H=(812+1076-1490-632)kJ/mol=-234kJ/mol，根据盖斯定律，由反应①×2+③－②×2可得:2NO2(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=[-234×2+(-112.3)-179.5]kJ/mol=-759.8kJ/mol；当总反应式相加时平衡常数相乘，相减时平衡常数相除，成倍时平衡常数为幂，所以平衡常数K= ;（2）5s内反应消耗0.04mol CO，所以，平衡常数，a＜0.8，所以，0≤a＜0.8；（3）①a.A、4v(NH3)正=6v(H2O)逆，正逆反应速率之比不等于化学计量数之比，反应未达平衡状态，选项A错误；B.该反应为气体体积可变的反应，当容器内总压强不再改变，说明反应已达平衡状态，选项B正确；C.反应在恒容容器中进行且气体总质量不变，反应过程密度始终保持不变，容器内密度不再改变不能说明反应达平衡状态，选项C错误；D.NO 和H2O(g)浓度相等是一种特殊情况，反应不一定达平衡状态，选项D错误；E. 该反应为气体体积可变的反应，气体总质量不变，当容器内总物质的量不再改变，容器内平均摩尔质量不再改变，则反应达平衡状态，选项E正确。答案选BE；b．反应活化能越小，反应速率越快，由图可以看出v(A)＞v(B)＞v(C)，Ea(C)＞Ea (B)＞Ea (A)；②300℃之前，反应未达平衡，脱氮率随温度的升高而升高；300℃后，反应达到平衡，升温，脱氮率减小，说明正反应放热，所以，升温平衡逆向移动，脱氮率减小。