Question

【题目】还原法处理氮的氧化物是环境科学研究的热点课题。

I.氧气还原法。H2还原NO发生的反应为：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)。

（1）已知儿种化学键的键能数据如下：

2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=___kJ·mol-1。

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)(k是速率常数，只与温度有关）。科学研究发现上述反应分两步进行：

反应1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；

反应2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

总反应速率由反应较慢的一步决定，由此推知上述两步反应中，活化能较大的是反应___（填“l”或“2”）。c(NO)对总反应速率的影响程度___c(H2)（填“大于”“小于”或“等于”）。

Ⅱ.NH3还原法。在恒容密闭容器中充入NH3和NO2，在一定温度下发生反应：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)。

（3）下列表明该反应达到平衡状态的是___（填字母）。

A．混合气体密度保持不变 B．NO2和N2的消耗速率之比为6：7

C．混合气体中c(N2)=c(NO2) D．混合气体压强保持不变

III.CO还原法。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO和CO，发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH。在2L恒容密闭容器中充人2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的火系如图所示。

（4）下列说法正确的是___（填字母）。

A．图像中，T1>T2

B．上述反应在高温下能自发进行

C．10min时，T2K下正、逆反应速率相等

D．增大NO的浓度，反应物的转化率增大

（5）T2K温度下，0-10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)=___mol/L-1·min-1；T1K温度下，上述反应的平衡常数K=___L·mol-1。

（6）T1K温度下，向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO，则平衡___（填“向右移动”“向左移动”或“不移动”）。

Answer 1

【答案】-666 1 大于 BD AC 0.08 1 向右移动

【解析】

（1）ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量；

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)，总反应速率由反应较慢的一步决定，以此判断活化能大小；由反应速率表达式可知c(NO)对总反应速率的影响程度大于c(H2)；

（3）8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)反应达到平衡则正反应速率等于逆反应速率，由此判断；

（4）由初始反应速率判断T1和T2的大小；反应能自发进行则；反应达到平衡则正反应速率等于逆反应速率；增大NO的浓度平衡正移，NO转化率减小；

（5）利用三段法计算反应速率，平衡常数K= ；

（6）通过比较平衡常数K和浓度商Q来判断反应移动方向，若K<Q则反应向左移动，若K>Q则反应向右移动。

（1）ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，故答案为：-666；

（2）2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的反应速率表达式为v=kc2(NO)·c(H2)，

反应1：2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(g)；

反应2：H2O2(g)+H2(g)2H2O(g)。

总反应速率由反应较慢的一步决定，则反应1反应速率慢活化能高，由反应速率表达式可知c(NO)对总反应速率的影响程度大于c(H2)；故答案为：1；大于；

（3）恒容容器中8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)，反应达到平衡，正反应速率等于逆反应速率故NO2和N2的消耗速率之比为6：7，B正确；反应为增压反应，容器中压强不变则可证明反应达到平衡，故D正确；A密度恒定不变，无法说明达到平衡；C c(N2)=c(NO2)浓度相等不等于反应速率相等，故C错误；故答案选BD。

（4）对于反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)

A.由图像可知初始反应速率T1>T2,则温度T1>T2，故A正确；

B. T1>T2平衡时转化率T1<T2，则ΔH<0，ΔS<0反应能自发进行则；则反应在低温下能自发进行，故B错误；

C. 10min时反应达到平衡，T2K下正、逆反应速率相等，故C正确；

D. 增大NO的浓度平衡正移，NO转化率减小,故D错误；

故答案选：AC。

（5）T2K温度下，0-10min内，NO转化率为80%，则反应的NO物质的量为，则参与反应的CO物质的量为1.6mol ；T1K温度下

则平衡常数K=，故答案为：0.08；1；

（6）T1K温度下，向平衡后的容器内再加入2molN2和2molNO，则浓度商Q=<1故平衡正移，故答案为：向右移动。