Question

【題目】十九大報告指出：“堅持全民共治、源頭防治，持續實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛戰！”以NOx為主要成分的霧霾的綜合治理是當前重要的研究課題。

I．汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定條件下可發生如下反應：

反應①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1

（1）已知：反應②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1

CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-l，則△H1=___。

（2）在密閉容器中充入5 mol CO和4 mol NO，發生上述反應①，圖1為平衡時NO的體積分數與溫度、壓強的關系。

①溫度：T1____T2（填“<”或“>”）。

②若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小，重新達到的平衡狀態可能是圖中A～G點中的____點。

（3）某研究小組探究催化劑對CO、NO轉化的影響。將NO和CO以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應，相同時間內測量逸出氣體中NO含量，從而確定尾氣脫氮率（脫氮率即NO的轉化率），結果如上圖2所示。若低于200℃，圖2中曲線中脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因為____；a點 ___（填“是”或“不是”）對應溫度下的平衡脫氮率，說明理由____。

Ⅱ．N2O是一種強溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研究N2O的分解對環境保護有重要意義。

（4）碘蒸氣存在能大幅度提高N2O的分解速率，反應歷程為：

第一步I2(g)2I(g)(快反應)

第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反應)

第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反應)

實驗表明，含碘時N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5（k為速率常數）。

下列表述正確的是____。

A．N2O分解反應中：k值與是否含碘蒸氣無關

B．第二步對總反應速率起決定作用

C．第二步活化能比第三步小

D．IO為反應的中間產物

Answer 1

【答案】-746.5kJ·mol-1 ＞ A 溫度較低時，催化劑的活性偏低 不是 因為該反應為放熱反應，根據線Ⅱ可知，a點對應溫度的平衡脫氮率應該更高 BD

【解析】

（1）根據蓋斯定律進行解答；（2）根據化學平衡移動原理和影響化學平衡移動的因素進行解答。

I．已知②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1,CO的燃燒熱為283.0kJ·mol-l，熱化學反應方程式為：③2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0kJ·mol-l，③-②得①：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1=-746.5kJ·mol-1；答案：-746.5kJ·mol-1。

（2）由①2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1，升高溫度,平衡逆向移動,所以NO的體積分數會增大,即T1>T2,因此，本題正確答案是:＞；

②若在D點對反應容器升溫的同時擴大體積使體系壓強減小,則平衡會逆向移動,NO的體積分數增加,重新達到的平衡狀態可能是圖中A點,答案：A。

（3）低于200，曲線Ⅰ脫氮率隨溫度升高而變化不大的主要原因為：溫度較低時（低于200），催化劑的活性偏低，對化學反應速率的影響小。a點不是對應溫度下的平衡脫氮率，理由是：因為該反應的正反應為放熱反應，降低溫度平衡向正反應方向移動，根據曲線Ⅱ可知，a點對應溫度下的平衡轉化率應高于450時，a點對應溫度的平衡脫氮率應該更高。答案：溫度較低時，催化劑的活性偏低；不是；因為該反應為放熱反應，根據線Ⅱ可知，a點對應溫度的平衡脫氮率應該更高。

（4）A.碘蒸氣存在能大幅度是高N2O的分解速率，根據題中信息k為有碘蒸氣存在時的N2O分解速率的速率常數，若沒有碘存在，k就沒有意義了，因此k的取值與碘蒸氣有關，故A錯誤；B.第二步反應慢，所以對總反應速率起決定作用，故B正確;C.第二步反應比第三步反應慢，說明第二步活化能大，故C不正確；D從總反應2N2O(g)＝2N2(g)+O2(g)來看IO在反應前沒有、反應后也沒有,故其為反應的中間產物,故D正確;答案BD。