Question

【题目】十九大报告指出：“坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战！”以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。

I．汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生如下反应：

反应①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1

（1）已知：反应②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1

CO的燃烧热为283.0kJ·mol-l，则△H1=___。

（2）在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO，发生上述反应①，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

①温度：T1____T2（填“<”或“>”）。

②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的____点。

（3）某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率（脱氮率即NO的转化率），结果如上图2所示。若低于200℃，图2中曲线中脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为____；a点 ___（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡脱氮率，说明理由____。

Ⅱ．N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。

（4）碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为：

第一步I2(g)2I(g)(快反应)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)

实验表明，含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k为速率常数）。

下列表述正确的是____。

A．N2O分解反应中：k值与是否含碘蒸气无关

B．第二步对总反应速率起决定作用

C．第二步活化能比第三步小

D．IO为反应的中间产物

Answer 1

【答案】-746.5kJ·mol-1 ＞ A 温度较低时，催化剂的活性偏低 不是 因为该反应为放热反应，根据线Ⅱ可知，a点对应温度的平衡脱氮率应该更高 BD

【解析】

（1）根据盖斯定律进行解答；（2）根据化学平衡移动原理和影响化学平衡移动的因素进行解答。

I．已知②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1,CO的燃烧热为283.0kJ·mol-l，热化学反应方程式为：③2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0kJ·mol-l，③-②得①：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1=-746.5kJ·mol-1；答案：-746.5kJ·mol-1。

（2）由①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1，升高温度,平衡逆向移动,所以NO的体积分数会增大,即T1>T2,因此，本题正确答案是:＞；

②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,则平衡会逆向移动,NO的体积分数增加,重新达到的平衡状态可能是图中A点,答案：A。

（3）低于200，曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为：温度较低时（低于200），催化剂的活性偏低，对化学反应速率的影响小。a点不是对应温度下的平衡脱氮率，理由是：因为该反应的正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，根据曲线Ⅱ可知，a点对应温度下的平衡转化率应高于450时，a点对应温度的平衡脱氮率应该更高。答案：温度较低时，催化剂的活性偏低；不是；因为该反应为放热反应，根据线Ⅱ可知，a点对应温度的平衡脱氮率应该更高。

（4）A.碘蒸气存在能大幅度是高N2O的分解速率，根据题中信息k为有碘蒸气存在时的N2O分解速率的速率常数，若没有碘存在，k就没有意义了，因此k的取值与碘蒸气有关，故A错误；B.第二步反应慢，所以对总反应速率起决定作用，故B正确;C.第二步反应比第三步反应慢，说明第二步活化能大，故C不正确；D从总反应2N2O(g)＝2N2(g)+O2(g)来看IO在反应前没有、反应后也没有,故其为反应的中间产物,故D正确;答案BD。