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

（1）已知几种化学键的键能数据如下：

2NO（g）＋2H2（g）N2（g）＋2H2O（g） △H＝__________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（反应慢）：2NO（g）＋H2（g）N2（g）＋H2O2（g）；

反应2（反应快）：H2O2（g）＋H2（g）2H2O（g）

上述两步反应中，活化能较大的是反应__________（填“1”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） △H。在2L恒容密闭容器中充入2 mol CO和2 mol NO，测得NO的转化率与温度、时间的关系如图所示。

（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2 mol N2和2 mol NO，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）△H＝断键吸收的总能量—成键释放的总能量，故该反应的△H＝(2×630+2×436）kJ·mol－1－(946+4×463) kJ·mol－1=-666 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)，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)。

（3）恒容容器中8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(g)

A.反应前后气体总质量和总体积不变，故密度恒定不变，无法说明达到平衡，A错误；

B.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；

C.c(N2)=c(NO2)浓度相等不等于反应速率相等，C错误；

D.反应为增压反应，容器中压强不变则可证明反应达到平衡，D正确;

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，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；则反应在低温下能自发进行，B错误；

C. 10min时反应达到平衡，T2K下正、逆反应速率相等，C正确；

D. 增大NO的浓度平衡正移，NO转化率减小,D错误；

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=

（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。