Question

【题目】机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染。

（1）已知：

则反应 __________。

（2）科学家研究出了一种高效催化剂，可以将和发生反应生成（g）和（g）。在T℃下，向某恒容密闭容器中通入a mol/L、b mol/L，使其发生上述反应，测得的平衡转化率与投料比X（表示a、b两者的比值）的关系如图1中曲线所示。若、，反应开始到达到平衡所用时间是2min，则反应发生2min内的平均反应速率v（）=________，平衡态A点的平衡常数K=________。

（3）柴油燃油车是通过尿素-选择性催化还原（Urea-SCR）法处理氮氧化物。Urea-SCR的工作原理为：尿素[]水溶液通过喷嘴喷入排气管中，当温度高于160℃时尿素水解产生，生成的与尾气混合后，加入适合的催化剂，使氮氧化物得以处理。图2为在不同投料比[]时转化效率随温度变化的曲线。

①尿素与物质的量比a_____b（填“＞”、“=”或“＜”）。

②由图可知，下列说法错误的是____

A.400℃以下，随着温度升高，尿素水解释放氨气的速率加快，转化效率升高

B.400℃以下，温度升高，反应活化能降低，导致化学反应速率加快

C.440℃以上，温度过高，可能使催化剂活性降低，导致转化效率下降

Answer 1

【答案】-746.5kJ·mol-1 0.4mol/（L·min） 80.0 ＞ B

【解析】

(1)利用盖斯定律计算△H；

(2)根据三段式计算即可；

(3)①尿素分解生成氨气，氨气的浓度越大，越有利于NO的转化；

②温度过高，NO转化效率下降，NO的浓度反而升高，与反应4NH3+5O24NO+6H2O有关。

(1)已知：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)△H1=-393.5kJmol-1

②2C(s)+O2(g)＝2CO(g)△H2=-221.0 kJmol-1

③N2(g)+O2(g)＝2NO(g)△H3=+180.5 kJmol-1

利用盖斯定律，将①×2-②-③可得2NO(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)△H=2×(-393.5kJmol-1)-(-221.0 kJmol-1)-(+180.5 kJmol-1)=-746.5 kJmol-1，则热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)＝N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJmol-1；

(2)A点NO的转化率为80%，X1=1.0、a=2，此时

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

起始浓度(mol/L)2.0 2.0 0 0

变化浓度(mol/L)1.6 1.6 0.8 1.6

平衡浓度(mol/L)0.4 0.4 0.8 1.6

反应开始到达到平衡所用时间是2min，则反应发生2min内的平均反应速率v()==0.4mol/(L·min)，平衡态A点的平衡常数K===80.0；

(3)①尿素分解生成氨气，氨气的浓度越大，越有利于NO的转化，则尿素与NO物质的量比a大于b；

②A．由图可知，在400℃以下，随着温度升高，尿素水解释放氨气的速率加快，转化效率升高，故A正确；

B．由图可知，400℃以下，升高反应的温度，提供能量，则活化分子百分数增加，有效碰撞的几率提高，反应率增大，反应活化能不变，故B错误；

C．由图可知，440℃以上，温度过高，催化剂活性降低，并导致转化效率下降，故C正确；

故答案为B。