题目内容
材料1：N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．一定温度下，在密闭容器中N2O5可发生下列反应：
①2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）；△H＞0
②2NO2（g）?2NO（g）+O2（g）；△H＞0
若达平衡时，c（NO2）=0.4mol?L-1，c（O2）=1.3mol?L-1．
（1）反应②中NO2的转化率为
（2）将密闭容器内的氮氧化物用水吸收完全转化为硝酸，是否还需要通入氧气？
（3）如图1装置可用于制备N2O5，则N2O5在电解池的
材料2：选择性催化还原法（SCR）脱除NOx具有较高的效率，是目前工业中应用最广泛的工艺．在一定条件下可用SnO2/Al2O3等多种催化剂实现丙烯选择性还原NOx，
③18NO（g）+2C3H6（g）?9N2（g）+6CO2（g）+6H2O（g）；△H1
④18NO2（g）+4C3H6（g）?9N2（g）+12CO2（g）+12H2O（g）；△H2
探究丙烯还原NOx有关问题：
（4）在容积相同的两组均为多个密闭容器内（装有等量的某种催化剂），分别充入同量的NOx及C3H6，在不同温度下，同时发生可逆反应③或④，并分别在t秒时测定其中NOx转化率，绘得如如图2所示，下列说法不正确的是
A．反应③的△Hl＜0；反应④的△H2＜0
B．反应③中，当反应消耗2molNO的同时生成了1molN2，说明该反应已达平衡
C．该催化剂在450℃活性最大
D．对于反应③，其他条件不变时，增大压强，NO转化率增大
E．相同条件下，NO2的转化率要比NO的大．
①2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）；△H＞0
②2NO2（g）?2NO（g）+O2（g）；△H＞0
若达平衡时，c（NO2）=0.4mol?L-1，c（O2）=1.3mol?L-1．
（1）反应②中NO2的转化率为
80%
80%
，N2O5（g）的起始浓度应不低于1
1
mol?L-1．（2）将密闭容器内的氮氧化物用水吸收完全转化为硝酸，是否还需要通入氧气？
需要
需要
（填“需要”或“不需要”）．（3）如图1装置可用于制备N2O5，则N2O5在电解池的
阳极
阳极
（填“阳极”或“阴极”）区生成，其电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+
N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+
．材料2：选择性催化还原法（SCR）脱除NOx具有较高的效率，是目前工业中应用最广泛的工艺．在一定条件下可用SnO2/Al2O3等多种催化剂实现丙烯选择性还原NOx，
③18NO（g）+2C3H6（g）?9N2（g）+6CO2（g）+6H2O（g）；△H1
④18NO2（g）+4C3H6（g）?9N2（g）+12CO2（g）+12H2O（g）；△H2
探究丙烯还原NOx有关问题：
（4）在容积相同的两组均为多个密闭容器内（装有等量的某种催化剂），分别充入同量的NOx及C3H6，在不同温度下，同时发生可逆反应③或④，并分别在t秒时测定其中NOx转化率，绘得如如图2所示，下列说法不正确的是
BDE
BDE
．（填序号）A．反应③的△Hl＜0；反应④的△H2＜0
B．反应③中，当反应消耗2molNO的同时生成了1molN2，说明该反应已达平衡
C．该催化剂在450℃活性最大
D．对于反应③，其他条件不变时，增大压强，NO转化率增大
E．相同条件下，NO2的转化率要比NO的大．
分析：（1）令反应①生成氧气的浓度为xmol/L，反应②生成的氧气的浓度为ymol/L，根据平衡时二氧化氮、氧气浓度列放出计算x、y的值，进而计算反应②中NO2的浓度变化量，据此反应②中NO2的转化率，利用极限法判断N2O5（g）的起始浓度；
（2）发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，反应①中n（NO2）：n（O2）=4：1，反应②中n（NO）：n（O2）=2：1≥4：3，故需要通入氧气；
（3）由N2O4制取N2O5发生氧化反应，所以N2O5在阳极区生成；N2O4在硝酸存在条件下，放电生成N2O5与氢离子；
（4）A．由图象可知，氮氧化物转化率随温度变化先增大，后减小，说明反应达到平衡后升温平衡逆向进行，依据平衡移动原理分析判断反应热效应；
B．反应③中，当反应消耗2molNO的同时生成了1molN2，都表示正反应速率，反应始终按此比例进行；
C．催化剂活性最大是指氮氧化物转化率最大时的温度，结合图象分析判断；
D．增大压强平衡向体积减小的方向移动，据此分析解答；
E．由图象可知，相同温度下，NO2的转化率要比NO的小．
（2）发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，反应①中n（NO2）：n（O2）=4：1，反应②中n（NO）：n（O2）=2：1≥4：3，故需要通入氧气；
（3）由N2O4制取N2O5发生氧化反应，所以N2O5在阳极区生成；N2O4在硝酸存在条件下，放电生成N2O5与氢离子；
（4）A．由图象可知，氮氧化物转化率随温度变化先增大，后减小，说明反应达到平衡后升温平衡逆向进行，依据平衡移动原理分析判断反应热效应；
B．反应③中，当反应消耗2molNO的同时生成了1molN2，都表示正反应速率，反应始终按此比例进行；
C．催化剂活性最大是指氮氧化物转化率最大时的温度，结合图象分析判断；
D．增大压强平衡向体积减小的方向移动，据此分析解答；
E．由图象可知，相同温度下，NO2的转化率要比NO的小．
解答：解：（1）令反应①生成氧气的浓度为xmol/L，反应②生成的氧气的浓度为ymol/L，则：
①2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）
2x 4x x
②2NO2（g）?2NO（g）+O2（g）
2y y
达平衡时，c（NO2）=0.4mol?L-1，c（O2）=1.3mol?L-1，则：
，解得x=0.5，y=0.8，
故反应②中NO2的浓度变化量=2y=1.6mol/L，反应②中NO2的转化率=
=
×100%=80%；
利用可逆反应变化完全转化，故反应①中N2O5（g）的起始浓度＞2x=1mol/L，
故答案为：80%；1；
（2）发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，反应①中n（NO2）：n（O2）=4：1，反应②中n（NO）：n（O2）=2：1≥4：3，故需要通入氧气，
故答案为：需要；
（3）从电解原理来看，N2O4制备N2O5为氧化反应，则N2O5应在阳极区生成，反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，
故答案为：阳极；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；
（4）A．由图象可知，氮氧化物转化率随温度变化先增大，后减小，说明反应达到平衡后升温平衡逆向进行，故逆向是吸热反应，正向是放热反应，所以△H1＜0，△H2＜0，故A正确；
B．反应③中，当反应消耗2molNO的同时生成了1molN2，都表示正反应速率，反应始终按此比例进行，不能说明到达平衡，故B错误；
C．催化剂活性最大是指氮氧化物转化率最大时的温度，由图催化剂在450℃时活性最大，故C正确；
D．增大压强平衡向体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，NO的转化率降低，故D错误；
E．由图象可知，相同温度下，NO2的转化率要比NO的小，故E错误；
故答案为：BDE．
①2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）
2x 4x x
②2NO2（g）?2NO（g）+O2（g）
2y y
达平衡时，c（NO2）=0.4mol?L-1，c（O2）=1.3mol?L-1，则：
|
故反应②中NO2的浓度变化量=2y=1.6mol/L，反应②中NO2的转化率=
| 2y |
| 4x |
| 1.6mol/L |
| 4×0.5mol/L |
利用可逆反应变化完全转化，故反应①中N2O5（g）的起始浓度＞2x=1mol/L，
故答案为：80%；1；
（2）发生反应4NO2+O2+2H2O=4HNO3，4NO+3O2+2H2O=4HNO3，反应①中n（NO2）：n（O2）=4：1，反应②中n（NO）：n（O2）=2：1≥4：3，故需要通入氧气，
故答案为：需要；
（3）从电解原理来看，N2O4制备N2O5为氧化反应，则N2O5应在阳极区生成，反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，
故答案为：阳极；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；
（4）A．由图象可知，氮氧化物转化率随温度变化先增大，后减小，说明反应达到平衡后升温平衡逆向进行，故逆向是吸热反应，正向是放热反应，所以△H1＜0，△H2＜0，故A正确；
B．反应③中，当反应消耗2molNO的同时生成了1molN2，都表示正反应速率，反应始终按此比例进行，不能说明到达平衡，故B错误；
C．催化剂活性最大是指氮氧化物转化率最大时的温度，由图催化剂在450℃时活性最大，故C正确；
D．增大压强平衡向体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，NO的转化率降低，故D错误；
E．由图象可知，相同温度下，NO2的转化率要比NO的小，故E错误；
故答案为：BDE．
点评：本题考查了化学平衡有关计算、原电池、化学平衡影响因素、图象分析等，难度中等，（1）中计算注意两个反应都进行，计算反应②中二氧化氮浓度变化量是关键，（4）中注意分析温度对转化率影响，题目难度中等．
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