题目内容
【题目】雾霾由多种污染物形成，包含颗粒物（PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染问题中有着重要的作用。
(1)已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=－566.0kJ·mol－1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H2=+64kJ·mol－1
反应2NO2(g)+4CO(g=N2(g)+4CO2(g)在__________(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(2)研究发现利用NH3可除去硝酸工业尾气中的NO。NH3与NO的物质的量之比分别为1：2、1：1.5、3：1时，NO脱除率随温度变化的曲线如图1所示。
①曲线a中，NO的起始浓度为6×10－4mg·m－3，若从X点到Y点经过20s，则该时间段内NO的脱除速率为_________mg·m－3·s－1。
②曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比是________，其理由是__________
(3)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化氧可以快速氧化SO2。活化过程中的能量变化模拟计算结果如图2所示。无水情况下，一个氧分子的活化能为__________，容易活化氧分子的条件是_________(填“有水”或“无水”)。
(4)若反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c2(NO)·c2(CO)；v逆=k逆c(N2)·c2(CO2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，c为物质的量浓度。一定温度下，在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNO和4molCO发生上述反应，测得CO和CO2的物质的量浓度随时间的变化如图3所示。
①a点时，v逆：v正=_____________。
②测得平衡时体系压强为p，KP为用气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数，则平衡常数KP=____________(用含p的式子表示)。
(5)某研究小组探究该反应中催化剂对脱氮率(NO的转化率)的影响。将等物质的量的NO和CO以一定的流速分别通过催化剂a、b，发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。相同时间、不同温度下测得使用催化剂a时脱氮率与温度的关系如图4中曲线Ⅰ所示。已知催化效率b＞a，催化剂b的活性在450℃时最大(未达平衡)。请在图4中画出使用催化剂b时所对应的曲线(从300℃开始画)。_______________
【答案】低温 6×10－6 1：2 温度相同时，NH3与NO物质的量的比值越小，NO的脱除率越小 0.75eV 有水 1：160(
或0.00625) 
(450℃时曲线最高点不超过M点)
【解析】
根据盖斯定律，可求出反应的焓变，根据自发反应条件:ΔH-TΔS＜0判断该反应要在低温条件下才能自发进行；
脱除速率为:变化的质量浓度/变化的时间；温度相同时，NH3与NO的物质的量的比值越小，NO的脱除率越小；
活化氧分子的活化能越低，越容易活化氧分子；
根据平衡时的三段式及平衡时v逆=v正可算出
，再根据a点时的三段式的数据可计算出v逆:v正= k逆c(N2)·c2(CO2):k正c2(NO)·c2(CO)=
；
催化剂b的活性在450℃时最大(未达平衡)，其脱氮率最大，可画出所对应的曲线。
(1)由反应①和②，根据盖斯定律，可求出反应2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)的焓变为-1196 kJ·mol－1＜0，是一个熵减的反应，所以ΔS＜0，根据自发反应条件:ΔH-TΔS＜0，所以该反应要在低温条件下才能自发进行；
(2)①曲线a中，NO的起始浓度为6×10－4mg·m－3，若从X点到Y点经过20s，则该时间段内NO的脱除速率为：
mg·m－3·s－1；
②温度相同时，NH3与NO的物质的量的比值越小，NO的脱除率越小，所以a，b，c曲线对应的NH3与NO的物质的量之比分别为:3:1、1:1.5、1:2，所以曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比是1:2；
(3)由图可知，无水情况下，一个氧分子的活化能为为0.75eV，从图中的数据可以看出，在有水条件下，活化氧分子的活化能较低，所以容易活化氧分子的条件是有水条件；
(4)①a点时，列出三段式为:
因为CO和CO2的物质的量浓度相等，即4-x=x，解得x=2；
平衡时有：
根据平衡时的三段式及平衡时v逆=v正可算出
，则a点时v逆:v正= k逆c(N2)·c2(CO2):k正c2(NO)·c2(CO)=；
②平衡时体系压强为p，KP为用气体分压表示的平衡常数，物质的总浓度为0.8+0.8+1.6+3.2=6.4 mol/L，根据分压=总压×物质的量分数，则平衡常数KP=
；
(5)催化剂b的活性在450℃时最大(未达平衡)，在图4中使用催化剂b时所对应的曲线如图:。
【题目】参考下列图表和有关要求回答问题：
（1）图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E2的变化是__(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是__。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：__。
（2）下表是部分化学键的键能数据：
化学键 | P—P | P—O | O=O | P=O |
键能(kJ·mol-1) | 198 | 360 | 498 | x |
已知1mol白磷(P4)完全燃烧放热为1194kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则表中x=__kJ·mol-1。
（3）PCl5是一种重要的含磷化合物，在有机合成中用作氯化剂。某温度时，向2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，发生反应PCl5(g)
PCl3(g)+C12(g)ΔH=+124kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表：
时间t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3）/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
反应在前50s的平均速率v(PCl5)=__。在该温度下，若起始时充入0.5molPCl5和amolCl2，平衡时PCl5的转化率仍为20％，则a=__。
