题目内容
【题目】用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。
已知：反应I：4NH3（g）＋6NO（g）
5N2（g）＋6H2O（l） ΔH1
反应II：2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH2（且|ΔH1|＝2|ΔH2|）
反应III：4NH3（g）＋6NO2（g）5N2（g）＋3O2（g）＋6H2O（l） ΔH3
反应I和反应II在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表
温度/K | 反应I | 反应II | 已知： K2＞K1＞K2′＞K1′ |
298 | K1 | K2 | |
398 | K1′ | K2′ |
（1）ΔH3＝_________（用ΔH1、ΔH2的代数式表示）；推测反应III是________反应（填“吸热”或“放热”）。
（2）相同条件下，反应I在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。
①计算0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）＝______________。
②下列说法不正确的是__________。
A．单位时间内H－O键与N－H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡
B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡
C．该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）>Ea（B）>Ea（C）
D．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数
（3）电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理示意图如右。溶液中OH向电极___________移动（填a或b），负极的电极反应式为________________。
【答案】（1）ΔH1－3ΔH 2；吸热；
（2）①0.375 mol·L－1·min－1；②CD；
（3）a；2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O。
【解析】
试题分析：（1）①4NH3（g）＋6NO（g）
5N2（g）＋6H2O（l） ，②2NO（g）＋O2（g）2NO2（g），①－3×②得出：：4NH3（g）＋6NO2（g）
5N2（g）＋3O2（g）＋6H2O（l） △H3=△H1－3△H2，化学平衡常数只受温度的影响，反应I，随着温度的升高，化学平衡常数降低，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向移动，正反应方向是放热反应，△H1<0，反应Ⅱ是放热反应，△H2<0，|ΔH1|＝2|ΔH2|，推出△H1－3△H2>0，此反应是吸热反应；（2）①根据反应速率的定义，v（N2）=2.5/（4×2）mol/（L·min）=0.3125 mol/（L·min），根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v（NO）=6×v（N2）/5=0.375mol/（L·min）；②不同物质的化学反应速率表示达到平衡，需要反应方向一正一逆，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，断裂H－O键，说明反应向逆反应方向进行，断裂N－H键反应向正反应方向进行，1molNH3中有3molN－H，1molH2O中2molH－O键，根据化学计量数，说明反应达到平衡，故错误；B、此反应是绝热反应，温度改变，化学平衡常数只受温度的影响，当温度不变，化学平衡常数不变，因此当化学平衡常数不变，说明反应达到平衡，故错误；C、使用催化剂，降低活化分子的活化能，催化剂的催化效果越好，活化能越低，根据图像，推出活化能大小是E（A）<E（B）<E（C），故正确；D、增大压强，增大单位体积内活化分子的个数，故正确；（3）通氨气一极为负极，通氧气一极为正极，根据原电池的工作原理，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，因此OH－向a极移动，根据电池工作原理，负极电极反应式为：2NH3－6e－+6OH－＝N2+6H2O。
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