题目内容
【题目】已知：用NH3催化还原NOx时包含以下反应。
反应①：4NH3(g) + 6NO(g) 
5N2(g) + 6H2O(l) H1 = -1807.0kJmol-1
反应②：4NH3(g) + 6NO2(g) 5N2(g) + 3O2(g) + 6H2O(l) H2 = ?
反应③：2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H3 = -113.0kJmol-1
（1）反应②的H2 =_________________________。 反应①②在热力学上趋势大，其原因是___________________________________________________________________。
（2）为探究温度及不同催化剂对反应①的影响，分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得N2浓度变化情况如下图所示。
①反应①的平衡常数的表达式K=__________。在催化剂甲的作用下反应的平衡常数_______________在催化剂乙的作用下反应的平衡常数（填写“大于”，“小于”或“等于”）。
②N点后N2浓度减小的原因可能是_________________、 ________________。
（3）某温度下，在1L容器中对于反应①初始投入4molNH3和6molNO，当气体总物质的量为7.5mol时反应达到平衡，则NH3的转化率_______________% ，达平衡所用时间为5分钟，则用NO表示此反应平均反应速率为__________________。
【答案】-1468.0kJ/mol 两个反应均为放热量大的反应 c5(N2)/ c4(NH3) c6(NO) 等于 温度升高发生副反应 温度升高催化剂活性降低 50 0.6mol/(L min)
【解析】
（1）由盖斯定律求反应②的H2 ；均为放热反应，生成物的能量低，反应①②在热力学上趋势大；
（2）①根据平衡常数的定义，写出反应①4NH3(g) + 6NO(g) 
5N2(g) + 6H2O(l) 的平衡常数的表达式K=c5(N2)/ c4(NH3) c6(NO)；
催化剂不影响平衡常数；
②N点后N2浓度减小的原因可能是温度升高发生副反应、 温度升高催化剂活性降低；
（3）列出三行式进行计算。
（1）反应①：4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g) + 6H2O(l) H1 = -1807.0kJmol-1
反应②：4NH3(g) + 6NO2(g) 5N2(g) + 3O2(g) + 6H2O(l) H2 = ?
反应③：2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H3 = -113.0kJmol-1
由盖斯定律，反应①-反应③×3，反应②的H2=-1807.0kJmol-1-（-113.0kJmol-1）×3=-1468.0kJ/mol；
均为放热反应，生成物的能量低，反应①②在热力学上趋势大。
（2）①根据平衡常数的定义，写出反应①的平衡常数的表达式；
催化剂不影响平衡常数，温度不变，平衡常数不变，故甲乙两种催化剂作用下，反应的平衡常数相等；
②N点后N2浓度减小的原因可能是温度升高发生副反应、 温度升高催化剂活性降低；
（3）列出三行式：
4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g) + 6H2O(l)
c始/mol·L－1 4 6
c始/mol·L－1 4x 6x 5x
c始/mol·L－1 4-4x 6-6x 5x
4-4x +6-6x+5x=7.5mol/1L，x=0.5，则NH3的转化率50% ；
达平衡所用时间为5分钟，则用NO表示此反应平均反应速率为6×0.5mol·L－1 /5min=0.6mol/(L min).
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