Question

1．研究氮及其化合物有十分重要的意义
（1）雾霾天气与氮的氧化物排放有关．汽车尾气中的NO（g）和CO（g）在一定温度和催化剂的条件下可发生反应．
①已知部分化学键的键能如下

分子式/结构式	NO/N≡O	CO/C≡O	CO2/O=C=O	N2/N≡N
化学键	N≡O	C≡O	C=O	N≡N
键能（KJ/mol）	632	1072	750	946

NO（g）和CO（g）发生反应的热化学方程式
2NO（g）+2CO（　g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-538kJ/mol
②若反应2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）在恒温、恒容的密闭体系中进行，并在t₁时刻达到平衡状态，则下列示意图不符合题意的是A（填选项序号）．
（2）NO被氣化为NO₂，其他条件不变，NO的转化率与温度、压强的关系如图1所示，p₁大于p₂，温度高于
800℃时NO的转化率几乎为0的原因是温度大于800℃时，逆反应程度大，NO₂几乎完全分解．
（3）温度升高，多数化学反应速率增大，但是2NO+O₂?2NO₂的化学反应速率却随温度的升高而减小．某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）的反应历程分两步：
a、2NO（g）?N₂O₂（g）（快）　v_1正=k_1正c²（NO）　　　　v_1逆=k_1逆c（N₂O₂）△H₁＜0
b、N₂O₂（g）+O₂（g）?2NO₂（g）（慢）　v_2正=k_2正c（N₂O₂）c（O₂）　　　v_2逆=k_2逆c²（NO₂）△H₂＜0
k₁、k₂为速率常数，温度升高，速率常数一般增大．
①决定2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）速率的是反应是b，反应a的活化能E₁，反应b的活化能E₂，E₁、E₂的大小关系为E₁小于E₂（填“大于”、“小于”或“等于”）．根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是c．
a．k_2正增大，c（N₂O₂）增大            b．k_2正减小，c（N₂O₂）减小
c．k_2正增大，c（N₂O₂）减小            d．k_2正减小，c（N₂O₂）增大
②由实验数据得到v_正～c（O_2）的关系可用如图2表示．当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为A（填字母）．
（4）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术，在氮气足量的情况下，不同$\frac{c（N{O}_{2}）}{c（NO）}$、不同温度对脱氮率的影响如图3所示（已知氮气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应），则温度对脱氮率的影响是300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大，而300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小；300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增大，给出合理的解释：300℃时反应达平衡，后升温平衡逆向移动，脱氮率减小．

Answer 1

分析 （1）①化学反应的焓变等于反应物旧键断裂吸收的能量和产物中新键生成释放的能量之差，据此回答计算；
②根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（2）温度相同时p₁的一氧化氮的转化率大，所以增大压强平衡正向移动；α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，NO₂几乎完全分解；
（3）①因为决定2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）速率的是反应②，所以反应①的活化能E₁远小于反应②的活化能E₂；决定反应速率的是反应②，而温度越高k_2正增大，反应速率加快，二氧化二氮的浓度减少，导致两者的积减小；
②v_2正升高到某一温度时v_2正减小，平衡逆向移动，氧气的浓度增大，由此分析解答；
（4）根据图示得到温度和脱氮率的关系300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大；300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小，据此结合温度对平衡移动的影响知识来回答即可．

解答 解：（1）①化学反应的焓变等于反应物旧键断裂吸收的能量和产物中新键生成释放的能量之差，所以2NO（g）+2CO（ g）?N₂（ g）+2CO₂（g）的△H=（2×632+1072×2）-（750×4+946）kJ/mol=-538kJ/mol，
故答案为：-538；
②A．t₁时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，故A错误；
B．平衡常数只受温度的影响，反应在恒温、恒容的密闭体系中进行，t₁后，到达平衡，K始终不变，故B正确；
C．反应前后气体的系数和在变化，反应前后都为气体，质量不变，t₁时$\frac{m总}{n总}$不变，到达平衡，故C正确；
D．反应前后气体的系数和在变化，所以总压不变的状态达到了平衡状态，故D正确；
故选A；
（2）温度相同时p₁的一氧化氮的氮率大，所以增大压强平衡正向移动，所以p₁＞p₂；800℃时，α（NO）几乎为0的原因是无二氧化氮，逆反应程度大，NO₂几乎完全分解，
故答案为：大于；温度大于800℃时，逆反应程度大，NO₂几乎完全分解；
（3）①因为决定2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）速率的是反应②，所以反应①的活化能E₁远小于反应②的活化能E₂；决定反应速率的是反应②，而温度越高k_2正增大，反应速率加快，二氧化二氮的浓度减少，导致两者的积减小；
故答案为：＜；C；
②v_2正升高到某一温度时v_2正减小，平衡逆向移动，氧气的浓度增大，所以反应重新达到平衡，则变为相应的点为A，
故答案为：A；
（4）根据图示信息得到：300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大；300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小，这是因为：300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增大；300℃时反应达平衡，后升温平衡逆向移动，脱氮率减小，
故答案为：300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大，而300℃之后，温度升高脱氮率逐渐减小；300℃之前，反应未平衡，反应向右进行，脱氮率增大；300℃时反应达平衡，后升温平衡逆向移动，脱氮率减小．

点评 本题考查了反应热的计算、化学平衡的影响因素，题目综合性较强，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力、以及对基础知识的综合应用能力，读图是解答关键．