Question

【题目】氮的氧化物参与雾霾的形成，利用CO和H2在一定条件下可将NO转化为无害物质。回答下列问题：

(1)汽车气缸中发生复杂的化学反应，其中有如下三个重要反应：

反应1：N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180.5kJ/mol

反应2：2CO(g)2C(s)+O2(g) △H=+221 kJ/mol

反应3：C(s)+O2(g)CO2(g) △H=－393.5 kJ/mol

①反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H=___________。

②下列有关反应1的说法中正确的是___________。

A.反应物的总键能小于生成物的总键能

B.正反应的活化能大于逆反应的活化能

C.使用催化剂可使反应1的反应热减小

D.其它条件不变，加压，正逆反应速率不变，平衡不移动

③定温定容条件下，向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO的混合气体(总物质的量保持4mol)，平衡时NO、CO的转化率及N2的体积分数与的关系如图所示，CO转化率对应的曲线为___________(填“转化率a”或“转化率b”，氮气体积分数25%时该反应的平衡常数K=___________，初始时n(NO)=___________.

(2)1073K时，H2与NO可发生反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，该反应的正反应速率方程为：v=kca(H2)×cb(NO)(a、b分别为H2和NO的级数，k为速率常数)。

在定容容器中，分别充入不同浓度的NO和H2，测得该反应的正反应速率如下表所示：

利用上表数据可确定a=___________(保留整数)，b=___________(保留整数)，k=___________(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】-746.5kJ/mol B 转化率b 80L/mol 2mol 1 2

【解析】

本题主要考查盖斯定律的计算、对方热概念的理解，可从三段式计算和平衡常数计算角度入手。

（1）①由盖斯定律，2×反应3+反应2-反应1可得目标反应式2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H=-393.5×2+221-180.5=-746.5kJ/mol；

②反应1正向为吸热反应，反应物的总键能大于生成物的总键能，A项错误；反应热等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差，△H>0，正反应的活化能大于逆反应的活化能，B项正确；催化剂不改变反应热，C项错误；加压，正逆反应速率变大，D项错误；

③随着增大，即CO含量增大时，NO转化率必然增大，所以CO对应转化率b的曲线。

由三段式计算，设初始时n(NO)=a mol，

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始量（mol）： a 4-a 0 0

变化量（mol）： 0.8a 0.8a 0.4a 0.8a

平衡量（mol）： 0.2a 4-1.8a 0.4a 0.8a

由图中信息可知，氮气体积分数为25%时,NO和CO转化率均为80%,所以80%=0.8a/(4-a)，解出a=2。因为容器的体积为1L，故平衡常数L/mol。

故本题答案为：-746.5kJ/mol；B；转化率b；80L/mol；2mol

（2）由第3、4、5组数据可看出c(H2)与v成正比关系，故a=1；由第1、2、3组数据可看出c2(NO)与v成正比，故b=2；将5组数据带入后求出k平均值为 。